新型返黄抑制剂的合成及其在高得率竹浆中应用的研究

论文摘要

高得率竹浆中含有大量木素使其容易返黄,很大程度上限制了其使用范围和经济效益,目前已有较多关于助剂用于抑制高得率纸浆光诱导返黄的研究。本文通过反应使自由基捕获剂4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶（TAD）阳离子化,提高其与浆料中纤维的结合力。通过实验对其合成工艺进行了优化,并对最终产物作了结构分析。通过在APMP竹浆中浆内施胶和表面喷淋实验,比较了产物、原料TAD及外购的紫外线吸收剂UVA的抑制返黄效果,并分析了产物应用的工艺条件。最后通过扫描电镜和红外光谱实验初步分析了产物在APMP竹浆中应用的返黄抑制机理。优化后的合成工艺为:第一步缩合反应:原料用量比（三聚氯氰摩尔量:TAD摩尔量）为1:1,pH值8～9,温度0℃,分散剂（乙醇）用量（乙醇质量:三聚氯氰质量）7:1,时间2h。第二步缩合反应:分散剂（水）用量为50ml（中间产物用量0.005mol时）,原料用量比（阳离子剂摩尔量:中间产物A摩尔量）为2:1,pH值<7,温度30℃,时间1h。产物的紫外光谱和红外光谱分析表明,几种反应单体的主要吸收峰都在谱图中出现,说明反应按照设定方向进行,反应物主要结构进入了分子。在APMP竹浆中的应用表明,产物具有一定的返黄抑制能力,效果明显高于原料TAD,而略高于外购的UVA,且与UVA有一定的协同作用。当产物用量增加到0.7%时,其抑制返黄的效果趋于稳定。对纸样的扫描电镜分析表明,产物能很好的与纤维表面结合,而留着在纤维网状结构中。而红外光谱谱图分析表明,产物和UVA的加入对纸样光老化前后发色基团的含量有一定的影响,但作用方式有所不同。合成的新型返黄抑制剂有较强的纤维结合力,能更好的在高得率竹浆内使用,且抑制返黄效果明显强于原料TAD。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 返黄抑制剂概述
• 1.2.1 返黄抑制剂的分类
• 1.2.2 返黄抑制剂的作用机理
• 1.2.3 返黄抑制剂的研究现状
• 1.3 返黄抑制剂的发展趋势
• 1.4 本课题的研究意义和研究内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 阳离子性返黄抑制剂合成原理及合成工艺的优化
• 2.1 反应原理及历程
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 仪器及设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.4 分析检测方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 阳离子试剂的合成
• 2.3.2 第一步缩合反应
• 2.3.3 第二步缩合反应
• 2.3.4 阳离子性返黄抑制剂结构的紫外光谱分析
• 2.3.5 阳离子性返黄抑制剂结构的红外光谱分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 阳离子型返黄抑制剂的应用及机理研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 仪器及设备
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 分析检测方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 产物及反应原料对纸张光诱导返黄的抑制情况分析
• 3.2.2 产物与紫外线吸收剂抑制纸张光诱导返黄的比较
• 3.2.3 产物用量对抑制纸张光诱导返黄的影响
• 3.3 产物在APMP竹浆中浆内应用光返黄抑制机理的初步分析
• 3.3.1 纸样的电镜扫描分析
• 3.3.2 光老化前后纸样的红外光谱分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.1.1 阳离子性返黄抑制剂合成工艺的优化结果
• 4.1.2 合成产物的紫外光谱和红外光谱分析结果
• 4.1.3 阳离子型返黄抑制剂在APMP竹浆中应用的研究结果
• 4.1.4 阳离子型返黄抑制剂抑制APMP竹浆返黄作用机理的初步研究结果
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况