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加速脫木素作用實(shí)現(xiàn)，另一方面可通過加速蒸煮藥液對(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程中時(shí)，則主要通過降低藥液和原料間的表面張力，促使原料表面完全潤濕，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)原料的潤濕能力，從而加速蒸煮藥液的滲透擴(kuò)散以及原料的潤漲作用，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。目前國內(nèi)還未見對(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作為測定浸潰殘余液中溶出物質(zhì)A含量的入射光波長。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程中木素的溶出打開通道；故可通過模擬蒸煮升溫的過程，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的大小來篩選表面活性劑，C/V 越大效果越好。篩選方法利用簡單實(shí)驗(yàn)儀器與紫外光譜分析儀即可實(shí)現(xiàn)，操作簡單、方便可行，結(jié)果清晰且易于分析，快速準(zhǔn)確。本發(fā)明的有益效果是無需真正蒸煮，僅通過少量樣品及簡單的體積測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，分析方法簡便，操作簡單，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煮漿后考察漿料蒸煮情況來實(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，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，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)測定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合公式計(jì)算得出在浸潰過程中滲出物質(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，通過測量進(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的大小來篩選表面活性劑對(duì)蒸煮效果的影響。本方法無需通過蒸煮，通過普通的化學(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)良蒸煮助劑的開發(fā)。
文檔編號(hào)G01N21/33GK102590124SQ201210037679
公開日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)