專利名稱：一種蒸煮用表面活性劑的篩選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸煮用表面活性劑的篩選方法，屬于制漿造紙工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
如何提高脫木素的選擇性，使碳水化合物的降解反應(yīng)控制在最低，提高制漿選擇性，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，一直以來(lái)都是制漿研究的重點(diǎn)。蒸煮助劑的添加是目前最便捷的方式之一。蒸煮助劑對(duì)蒸煮效率的提高一方面可通過(guò)加速脫木素作用實(shí)現(xiàn)，另一方面可通過(guò)加速蒸煮藥液對(duì)纖維原料的滲透作用實(shí)現(xiàn)。表面活性劑作為蒸煮助劑用于蒸煮過(guò)程中時(shí)，則主要通過(guò)降低藥液和原料間的表面張力，促使原料表面完全潤(rùn)濕，加快藥液的滲透和擴(kuò)散，加速原料脫木素的速度，提高制漿質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)蒸煮效率的提高。蒸煮的第一步是滲透和擴(kuò)散，堿法蒸煮是在一定濃度的燒堿溶液中進(jìn)行的，而 NaOH溶液的表面張力很高，很難滲透到纖維內(nèi)部，故在蒸煮過(guò)程中加入表面活性劑，有利于降低溶液的表面張力，增加蒸煮藥液對(duì)原料的潤(rùn)濕能力，從而加速蒸煮藥液的滲透擴(kuò)散以及原料的潤(rùn)漲作用，使蒸煮藥液能有效快速的發(fā)揮作用，而這一作用的發(fā)揮則主要取決于表面活性劑對(duì)蒸煮藥液潤(rùn)濕性能的改善，所以如能對(duì)蒸煮用表面活性劑進(jìn)行有效篩選,則既能提高蒸煮藥液的滲透速度，又能節(jié)約藥品用量，獲得最優(yōu)的蒸煮效果，降低制漿成本。 此外，有些蒸煮助劑配方中有表面活性劑成分，如綠氧，同樣可對(duì)其中所含的表面活性劑的效果進(jìn)行評(píng)估，更好的優(yōu)化蒸煮助劑的配方。目前國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)對(duì)蒸煮用表面活性劑進(jìn)行篩選的相關(guān)文章、專利和標(biāo)準(zhǔn)。鑒于目前表面活性劑在蒸煮過(guò)程中的應(yīng)用情況和發(fā)展前景以及其對(duì)蒸煮效果的改善情況，本發(fā)明提供了一種利用普通的光譜分析進(jìn)對(duì)表面活性劑進(jìn)行篩選的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種蒸煮用表面活性劑的篩選方法，該方法方便可行，操作簡(jiǎn)單，普通的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和紫外光譜儀即可實(shí)現(xiàn)表面活性劑的篩選，且分析結(jié)果準(zhǔn)確、快速。本發(fā)明解決問(wèn)題的技術(shù)方案是一種蒸煮用表面活性劑的篩選方法，包括以下步驟①將原料按液比要求浸入蒸煮藥液中，浸入20min后，常壓下在水浴鍋中升溫至 100°C，100°C下處理 IOmin ；②測(cè)量蒸煮藥液浸入原料的體積V，取少量浸潰殘余液用紫外光譜在334nm測(cè)量A 物質(zhì)濃度C ；③根據(jù)C/V的值篩選最優(yōu)蒸煮用表面活性劑；C/V越大說(shuō)明蒸煮藥液的滲透溶出能力越好，即表面活性劑對(duì)蒸煮藥液的表面性能的改善效果越好，進(jìn)而篩選出最優(yōu)的蒸煮用表面活性劑。其中，C/V指浸入原料中單位體積蒸煮藥液對(duì)原料中A物質(zhì)溶出量的貢獻(xiàn)。本發(fā)明所述篩選方法中，步驟①中原料指造紙用植物纖維原料。
本發(fā)明所述篩選方法中，應(yīng)理解浸入原料的體積V的測(cè)量方法為初始加入蒸煮藥液體積與浸潰殘余液的體積差。本發(fā)明所述篩選方法中，優(yōu)選步驟②中紫外光譜法測(cè)試中標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合公式相關(guān)度 R 彡 O. 9900。溶出物質(zhì)A為原料中的油脂，蠟質(zhì)等脂肪類的物質(zhì)，浸潰殘余液中溶出物質(zhì)A在 256nm,281nm,334nm處有吸收峰，為避免浸潰殘余液中蒽醌以及含苯環(huán)類表面活性劑的干擾，選用334nm作為測(cè)定浸潰殘余液中溶出物質(zhì)A含量的入射光波長(zhǎng)。本發(fā)明所述篩選方法中，優(yōu)選步驟③的計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。本發(fā)明的原理是將表面活性劑加入蒸煮藥液中，可以降低蒸煮藥液的表面張力， 提高藥液的滲透性，有利于原料中溶出物質(zhì)A的溶出，這些物質(zhì)的溶出為蒸煮藥液的滲透以及蒸煮脫木素過(guò)程中木素的溶出打開(kāi)通道；故可通過(guò)模擬蒸煮升溫的過(guò)程，以一定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入木片單位體積的滲透液可溶出物質(zhì)A的值，即C/V的大小來(lái)篩選表面活性劑，C/V 越大效果越好。篩選方法利用簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)儀器與紫外光譜分析儀即可實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單、方便可行，結(jié)果清晰且易于分析，快速準(zhǔn)確。本發(fā)明的有益效果是無(wú)需真正蒸煮，僅通過(guò)少量樣品及簡(jiǎn)單的體積測(cè)量和紫外分析即可優(yōu)化出最優(yōu)蒸煮用表面活性劑及其用量，分析方法簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確、快速，分析成本低。本發(fā)明方法利于在蒸煮前確定適宜的表面活性劑，避免了傳統(tǒng)表面活性劑篩選只能通過(guò)煮漿后考察漿料蒸煮情況來(lái)實(shí)現(xiàn)的缺陷，有利于能量、藥液和原材料的節(jié)約，實(shí)現(xiàn)表面活性劑篩選的節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)；另外蒸煮用表面活性劑的篩選利于企業(yè)根據(jù)原料的實(shí)際情況制定相應(yīng)的蒸煮工藝和最優(yōu)表面活性劑的選擇，實(shí)現(xiàn)表面活性劑對(duì)蒸煮藥液滲透能力的最大化提高，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)蒸煮效果的獲得。
具體實(shí)施例方式下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實(shí)施例中所述試驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得，或可以常規(guī)方法制備。實(shí)施例I在帶冷凝回流裝置中，將楊木木片20g按液比I : 4(g mL)浸入蒸煮藥液中，蒸煮藥液成分用堿量16 % (以Na2O計(jì))，硫化度24 % (以Na2O計(jì))，蒽醌O. 15 % (對(duì)絕干原料)，表面活性劑NP-40 O. 05% (對(duì)絕干原料)，浸潰20min后，常壓下在水浴鍋中升溫 40min 至 100°C，100°C條件下處理 IOmin。測(cè)量蒸煮藥液浸入原料的體積41mL，并取少量浸潰殘余液在334nm進(jìn)行紫外光譜分析，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合公式計(jì)算得出在浸潰過(guò)程中滲出物質(zhì)的量濃度O. 0706g/L，則C/V =I. 72g/L2。實(shí)施例2在帶冷凝回流裝置中，將楊木木片20g按液比I : 4(g mL)浸入蒸煮藥液中，蒸煮藥液成分用堿量16 % (以Na2O計(jì))，硫化度24 % (以Na2O計(jì))，蒽醌O. 15 % (對(duì)絕干原料)，表面活性劑AE0-9 O. 05% (對(duì)絕干原料)，浸潰20min后，常壓下在水浴鍋中升溫 40min 至 100°C，100°C條件下處理 IOmin。測(cè)量蒸煮藥液浸入原料的體積43mL，取少量浸潰殘余液用紫外光譜在334nm處進(jìn)行A物質(zhì)測(cè)定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合公式計(jì)算得出在浸潰過(guò)程中滲出物質(zhì)的濃度O. 0478g/L, 則 C/V = I. llg/L2。比較發(fā)現(xiàn)，相同的蒸煮工藝條件下，不同的表面活性劑對(duì)蒸煮藥液滲透效果的改善有所不同。C/V比值越大，說(shuō)明表面活性劑對(duì)蒸煮藥液滲透能力的提高越大，即蒸煮藥液溶出物質(zhì)的能力越大，蒸煮藥液的充分進(jìn)入，溶出A物質(zhì)的量越多，則蒸煮效果越好，越有利于漿料質(zhì)量的提高。從所舉實(shí)例可以看出，在本蒸煮條件下NP-40表面活性劑對(duì)蒸煮效果的改善要明顯優(yōu)于AE0-9表面活性劑。
權(quán)利要求
1.一種蒸煮用表面活性劑的篩選方法，包括以下步驟①將原料按液比要求浸入蒸煮藥液中，浸入20min后，常壓下在水浴鍋中升溫至 100°C，100°C下處理 IOmin ；②測(cè)量蒸煮藥液浸入原料的體積V，并取少量浸潰殘余液用紫外光譜在334nm測(cè)量溶出物質(zhì)A的濃度C ；③根據(jù)C/V的值篩選最優(yōu)蒸煮用表面活性劑，C/V越大則蒸煮藥液的滲透溶出能力越好，從而篩選出最優(yōu)的蒸煮用表面活性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸煮用表面活性劑的篩選方法，其特征在于步驟②中標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合公式相關(guān)度R彡O. 9900。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸煮用表面活性劑的篩選方法，其特征在于步驟③的計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。
全文摘要
表面活性劑的篩選利于蒸煮工藝的制定，制漿效率的提高，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能制漿。本發(fā)明涉及一種蒸煮用表面活性劑的篩選方法，屬于制漿造紙工程技術(shù)領(lǐng)域。該篩選方法利用表面活性劑可降低蒸煮藥液表面張力的特性，通過(guò)測(cè)量進(jìn)入木片單位體積的滲透液與可溶出物質(zhì)A的比值，即C/V的大小來(lái)篩選表面活性劑對(duì)蒸煮效果的影響。本方法無(wú)需通過(guò)蒸煮，通過(guò)普通的化學(xué)和紫外光譜分析方法即可篩選出最優(yōu)的蒸煮用表面活性劑，操作簡(jiǎn)單、方便可行、快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)。本方法的提出利于最優(yōu)蒸煮工藝的制定以及性能優(yōu)良蒸煮助劑的開(kāi)發(fā)。
文檔編號(hào)G01N21/33GK102590124SQ201210037679
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者平清偉, 張健, 李娜, 牛梅紅, 石海強(qiáng), 董麗穎 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)