中性脱墨剂性能研究及纤维素基表面活性剂合成

论文摘要

本文研究了十余种常用脱墨用表面活性剂在不同条件下的起泡能力,同时探讨起泡能力与脱墨效果之间的关系。并且合成纤维素基体表面活性剂,创造性地应用于废纸脱墨中,从而提高白度、增加废纸浆强度并减少废水COD的排放。主要的研究内容及结论如下：1.15种常用脱墨用表面活性剂起泡能力由高到低为：AEC-7-Na>AEC-9-Na>AE012> AES>NP-10>OP-10>AEO20>SAS> T-80>ABS>AOS>APG>JFC＞S-80,AS。通过双组分复配,阴离子表面活性剂复配起泡能力：AES>SAS>AEC-9-Na>AEC-7-Na>AOS>ABS,非离子表面活性剂复配起泡能力：JFC>AEO12>NP-10>T-80>AEO20>OP-10>APG>S-80。2.选择5组起泡性较好的三组分配方,研究各配方在不同温度、pH值和流量下起泡性变化。结果表明,当温度从30℃增加到40℃起泡量明显增加,从40℃到50℃泡沫增加缓慢,甚至有的配方出现泡沫急剧减少的现象；pH值在5-9起泡性稳定,pH过低或过高都会对起泡性和泡沫稳定性产生不利影响；流量从6L/min增加到7L/min,起泡量出现明显增加,而当流量从7L/min增加到9L/min,起泡量趋于恒定。3.在单一组分脱墨剂中,阴离子表面活性剂起泡性越强脱墨效果越差,非离子表面活性剂的脱墨效果与起泡性强弱无明显关系,泡沫的稳定性对脱墨效果没有影响。在非／阴离子表面活性剂复配实验中证明,其脱墨效果与脱墨剂泡沫间无确切关系,非离子表面活性剂的捕集能力和两种活性剂的复配性是决定脱墨效果的主要因素。4.以纤维素为基体合成表面活性剂：羧甲基纤维素聚氧乙烯醚（CMC-EO）和纤维素棕榈酰酯聚氧乙烯醚（Cp-EO）。并应用于混合办公废纸（MOW）脱墨中,研究了纤维素表面活性剂与脱墨效果和脱墨浆强度之间的关系。结果表明,单独使用产品羧甲基钠纤维素聚氧乙烯醚（CMC-EO）对提高纸张的白度和减少残余油墨量效果不大,但脱墨浆的强度有明显的提高,其抗张强度和撕裂度分别增加4.73%和15.20%。产品CMC-EO与其它脱墨剂复配后,浆料的白度、油墨去除率、抗张强度和撕裂度平均提高1.87%（ISO）、4.75%、5.33%和12.15%,而废水的化学耗氧量（COD）平均降低10.2%。AEC-7-Na、S-80和CMC-EO复配,其脱墨效果良好,脱墨浆白度可达到90.58%（ISO）、油墨去除率96.05%、抗张强度和撕裂度分别提高8.73%和13.37%,而废水COD仅为220.5 mg/L。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 选题依据
• 1.2 课题的目的和意义
• 2 文献综述
• 2.1 中性脱墨
• 2.2 中性脱墨剂的复配
• 2.2.1 单一组分的表面活性剂的中性脱墨
• 2.2.2 双组分表面活性剂复配的中性脱墨
• 2.2.3 多组分表面活性剂复配的中性脱墨
• 2.2.4 无机盐与脱墨剂复配的中性脱墨
• 2.2.5 酶与中性脱墨剂的复配
• 2.3 表面活性剂的降解性
• 2.4 废纸脱墨效率评价方法
• 2.4.1 白度评价法
• 2.4.2 图像分析法
• 2.4.3 油墨浓度分析法
• 2.4.4 油墨尘埃度分析法
• 2.5 纤维素基表面活性剂
• 2.5.1 纤维素的溶剂体系
• 2.5.2 纤维素的功能化改性
• 2.5.2.1 物理方法
• 2.5.2.2 化学方法
• 2.5.3 含长链烷基纤维素类表面活性剂的研究
• 2.5.4 含碳氟基团纤维素类表面活性剂的研究
• 2.5.5 含双亲链段纤维素类表面活性剂的研究
• 3 脱墨用表面活性剂起泡性及其泡沫稳定性的研究
• 3.1 实验
• 3.1.1 实验药品
• 3.1.2 仪器和设备
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.3.1 单一表面活性剂的起泡性
• 3.1.3.2 阴离子与非离子表面活性剂复配的起泡性能
• 3.1.3.3 三组分复配的起泡性能
• 3.1.3.4 温度对起泡性能的影响
• 3.1.3.5 pH值对起泡性能的影响
• 3.1.3.6 流量对起泡性能的影响
• 3.2 小结
• 4 中性脱墨剂起泡性与脱墨效果间关系的研究
• 4.1 实验
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 仪器的设备
• 4.1.3 实验方法
• 4.1.4 单组分表面活性剂的起泡性能与脱墨效果的关系
• 4.1.4.1 单组分阴离子表面活性剂的起泡性能与脱墨效果的关系
• 4.1.4.2 单组分非离子表面活性剂的起泡性能与脱墨效果的关系
• 4.1.5 双组分表面活性剂的起泡性能与脱墨效果的关系
• 4.2 小结
• 5 DMAC/LICL条件下纤维素表面活性剂的制备
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 原料
• 5.1.2 仪器及设备
• 5.1.3 纤维素表面活性剂的合成
• 5.1.3.1 纤维素的预处理
• 5.1.3.2 纤维素溶液的制备
• 5.1.3.3 纤维素棕榈酰酯的制备
• 5.1.3.4 醚化剂的制备
• 5.1.3.5 表面活性剂的合成
• 5.1.4 产物的表征
• 5.1.4.1 红外光谱
• 5.1.4.2 环境扫描电镜
• 5.1.4.3 元素分析
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 纤维素棕榈酰酯的制备
• 5.2.2 纤维素棕榈酰酯的元素分析
• 5.2.3 红外谱图分析
• 5.2.4 SEM扫描电镜分析
• 5.3 小结
• 6 水溶液条件下纤维素表面活性剂的合成
• 6.1 实验
• 6.1.1 实验原料
• 6.1.2 仪器及设备
• 6.1.3 羧甲基纤维素聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的合成
• 6.1.3.1 羧甲基纤维素（CMC）的制备
• 6.1.3.2 醚化剂的制备
• 6.1.3.3 表面活性剂的制备
• 6.1.4 产物的分析
• 6.1.4.1 红外光谱
• 6.1.4.2 环境扫描电镜
• 6.1.4.3 CMC取代度的测定
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 羧甲基纤维素的制备
• 6.2.2 红外谱图分析
• 6.2.3 扫描电镜谱图分析
• 6.3 小结
• 7 纤维素基表面活性剂在脱墨上的应用
• 7.1 实验
• 7.1.1 实验原料
• 7.1.2 仪器和设备
• 7.1.3 实验方法
• 7.1.4 羧甲基纤维素聚氧乙烯醚（CMC-EO）在废纸脱墨中的应用
• 7.1.5 纤维素棕榈酰酯聚氧乙烯醚（Cp-EO）在废纸脱墨中的应用
• 7.2 小结
• 8 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献