返黄抑制剂多胺基TEMPO的合成和应用

论文摘要

本文研究合成返黄抑制剂多胺基TEMPO的各种影响因素，得出最佳工艺条件，并对产品进行结构分析。采用表面喷淋法和浆内添加法两种应用实验，探讨产品的应用范围及工艺条件，最后研究产品表面喷淋法时对纸张的返黄抑制机理。研究结果如下：1．催化氧化4-OX-TEMP的最佳工艺条件为：n（H2O2）∶n（4-OX-TEMP）=2.5∶1.0，反应温度65℃，反应时间10h，催化剂用量为0.8％（对4-OX-TEMP）。2还原反应的最佳工艺条件为：n（TETA）∶n（4-OX-TEMPO）=2.7∶1.0，反应温度20℃，反应时间2.5h，还原剂用量为1.4倍的4-OX-TEMPO。3．紫外光谱和红外光谱分析表明，合成产品具有氮氧自由基的特征吸收；红外光谱分析表明，合成产品具有仲胺（R2NH2+）的特征吸收。因此，原料经氧化还原后得到目标产物。4、表面喷淋法实验表明，产品返黄抑制剂多胺基TEMPO可抑制纸张的干／湿热老化和光加速老化。当表面喷淋量低至0.2％时（对绝干浆），紫外光加速老化12h后，处理样白度比空白样白度高4％ISO左右。应用实验表明表面喷淋法的抑制效果比浆内添加法好。5．对表面喷淋法处理纸样光返黄抑制技术的机理研究表明，返黄抑制剂多胺基TEMPO能够附着在纤维上，与纤维结合在一起。对处理纸样的红外光谱分析表明多胺基TEMPO可减少光老化过程中芳环共轭羰基发色团的产生，阻止酚羟基生成。紫外可见光光谱分析表明，当纸样经紫外光加速返黄时，多胺基TEMPO使在可见光区产生吸收的基团发生结构变化转移至紫外光区产生吸收，同时多胺基TEMPO可减少醌型发色基团的生成，从而避免了纸张白度的下降。因此多胺基TEMPO具有提高纸张白度稳定性，降低纸张返黄值的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 高得率浆返黄问题的研究现状及发展趋势
• 1.1.1 高得率浆返黄的机理研究
• 1.1.2 高得率浆返黄抑制技术的研究
• 1.2 利用光稳定剂提高纸张白度稳定性
• 1.2.1 紫外光吸收剂
• 1.2.2 聚合物类抑制剂
• 1.2.3 自由基捕获剂
• 1.3 哌啶类氮氧自由基TEMPO的结构和性质
• 1.4 受阻胺光稳定剂TEMPO的作用机理
• 1.4.1 捕获自由基
• 1.4.2 猝灭单线态氧
• 1.4.3 分解过氧化物
• 1.5 本课题的研究意义和主要内容
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 多胺基TEMPO的合成
• 2.1 实验原材料及设备
• 2.1.1 实验原材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 实验原理及方法
• 2.2.1 多胺基TEMPO的合成路线
• 2.2.2 实验原理
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 产品的产率计算及结构分析
• 2.3.1 产品的产率计算
• 2.3.2 产品的结构分析
• 2.3.3 产品转化率的定性分析
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 4—OX—TEMPO的合成
• 2.4.2 多胺基TEMPO的合成与分离
• 2.4.3 产品的结构表征
• 2.5 本章小结
• 第三章 多胺基TEMPO对杨木APMP浆的返黄抑制效果及机理研究
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 表面喷淋法
• 3.2.2 浆内添加法
• 3.2.3 多胺基TEMPO与UV-9的协同作用
• 3.2.4 干热老化处理
• 3.2.5 湿热老化处理
• 3.2.6 光加速老化实验
• 3.2.7 扫描电镜观察
• 3.2.8 红外光谱的测定
• 3.2.9 紫外可见光光谱的测定
• 3.3 处理措施对纸浆返黄抑制效果的评价方法
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 表面喷淋法对纸张干热老化及湿热老化的抑制情况
• 3.4.2 表面喷淋法对纸张光诱导返黄的抑制情况
• 3.4.3 浆内添加法对纸张光诱导返黄的抑制情况
• 3.4.4 多胺基TEMPO与UV-9对纸张光诱导返黄抑制作用的比较及协同作用
• 3.5 表面喷淋法多胺基TEMPO对纸张光诱导返黄抑制作用的机理分析
• 3.5.1 纤维表面形态的观察
• 3.5.2 FT-IR红外光谱
• 3.5.3 UV-VIS紫外可见光光谱
• 3.6 本章小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文