尽管与ECF相比,TCF法漂白浆在所有的漂白浆中所占的份额十分有限,但在某些浆种(如热磨机械浆、特殊用途的稻麦草浆)中,TCF漂白仍然倍受推崇。在TCF漂白中,氧脱木素和H2O2漂白是最常用的两种方法。众所周知,H2O2漂白效率有限,如何提高H2O2漂白效率一直是纸浆漂白研究的热点,而使用活化剂是改善漂白效率的有效途径之一。目前很多活化剂的使用已经开始在工厂推广,但由于一些实际问题(如效果、价格、使用方便程度
等)限制了活化剂的发展。
活化剂现有的种类大致有如下几种:(1)酰胺类;(2)氰胺类;(3)杂菲类;(4)合成含乙酰基类化合物;(5)杂多酸类。前4类多在碱性条件下促使H2O2反应,而杂多酸类多在酸性条件下反应。从原理上讲,酰胺类代表物质如TAED(四乙酰乙二胺)、乙酰胺等,和合成的含乙酰基的化合物的作用原理极为相似。
酰胺类在碱性条件下发生以下反应[1,2]:
常情况下,反应随着过氧乙酸(PAA)形成的速度和量的多少决定了反应的快慢和进行的程度[3,4]。王振等[5]在用TAED作活化剂时加入醋酸酐能加强漂白的效果,也是因为醋酸酐能增加过氧乙酸的形成。过氧乙酸的氧化电位比H2O2强,为0.986V[6];过氧乙酸的亲核性和亲电性都比H2O2强,因此是比H2O2更为有效的漂白剂[7]。
氰胺类的活化原理[8]:
过氧羧基亚胺酸(peroxycarbonimidic)被证实具有比H2O2强的氧化能力。杂菲类活化H2O2漂白的原理目前还不清楚,但代表物质1-10菲啰啉的研究已经很多。杂多酸类[9],如磷钼钒酸、钼酸铵和KMnO4等都是利用了金属离子在酸性环境下的氧化作用来强化H2O2漂白,比如钒的VO2+离子,锰的Mn7+离子,还有钼的如下反应等。本文仅对碱性条件下的几种活化剂进行了讨论。
乙酰胺作为酰胺类的H2O2漂白活化剂有这样几个特点:(1)同等质量下能分解出较多乙酰基。59g乙酰胺能分解1mol乙酰基,57g TAED分解1mol乙酰基,两者比相应的其他活剂同等质量下能产生较多的乙酰基,而产生较多的乙酰基意味着生成较多的过氧乙酸,因此,乙酰胺具有较好的活化能力。(2)乙酰胺在水中的溶解度高达2 000g·L-(20℃),而TAED只是微溶于水,如果使用前配成水溶液TAED会大量地漂浮于液面,不利于混合。其他合成的活化剂在溶解性上同样存在类似的问题。
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