棉短绒浆中荧光物的脱除及机理研究
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摘要
棉浆是一种基本工业原料，由于各种原因其内常含有一些荧光物，尤其一些低等棉短绒含量更多，而有价证券和一些食品包装纸对所用棉浆中的荧光物含量是严格控制的。
造纸中常用的还原剂，例如连二亚硫酸钠和甲脒亚磺酸(FAS)等不能除去荧光；荧光抑制剂可用于消荧光，但不能在分子结构上对其进行破坏；某些常用氧化剂对消荧光有着较好的效果，我们研究了过醋酸、二氯异氰脲酸钠、二氧化氯的脱除效果、影响因素及一些结论。发现过醋酸用量为3％，温度80℃，pH值8左右，浆浓为10％，反应时间2h后可以脱除90％多的荧光物；二氯异氰脲酸钠脱荧光的适宜条件为：用氯量为1.2％～2.2％，温度40～50℃，pH值6。浆浓为10％，反应时间90min；药品用量为2％，温度90℃，反应初始pH值4～5，浆浓为10％，反应时间2～2.5h时二氧化氯消荧光的效果也较好；由于CEH仍然是目前一些工厂中的主要漂白方法，因此我们在第五章探讨了在CEH三段漂中荧光物的变化情况，其中氯气对荧光的消除有一定的效果，提高该段温度或加入一定量的二氧化氯，可促进荧光的脱除，另外，提高漂白段(H)反应温度或适当降低反应初始pH值都可对荧光的脱除有一定的促进作用。
目前国内外测定固体中荧光物的含量仅限于通过一些方法间接来表示。本论文的第七章探讨了测定棉短绒浆中荧光物含量的三种方法：目测法、白度差值法、荧光分光光度计法。其中目测法简便、直接，但受人为因素和室内光线明暗的影响很大，很难得到准确的结果；白度差值法仪器简单且易于操作，但只适用浆料中荧光物含量比较大的情况，荧光物含量的较小差别并不能在白度上明显显示出来；荧光分光光度计法具有高灵敏性、相对荧光强度可调性等优点，是适用本实验的较为理想的方法。
These years people have paid more and more attention to the removal of the fluorescence in cotton linter for the sake of getting better cotton linter pulp. Cotton linter is a kind of basic industry material used to make many products, but usually there are much impurity emitting fluorescence in them and some pulp i s asked not to contain fluorescence especially.
General reducing agents, such as hyposulphite and FAS, cannot remove fluo
- rescence; Depressor can depress fluorescence, but it cannot destroy molecular str
- ucture; Some oxidants can destroy molecular structure of fluorescence and remove it.
We study main effect factors of peracetic acid and pulp property indexes'varieties when we remove the fluorescence in cotton linter pulp. And finally the ideal technic condition is got when removing fluorescence: Heating the pulp at pH 8 and 80 C with 3% peracetic acid, and about 90% removal after 2h.
Dichloroisocyanuric acid salts (DCCNa) is a kind of general product in chlorinalkali industry, but we nearly do not use it in papermaking industry. The paper describes DCCNa's main effect factors and indexes'varieties when we remove the fluorescence in cotton linter pulp. And finally we get the ideal technic condition: 1.2% - 2.2% available chlorine, 40~50C, pH6, 10% pulp concentration and 1.5h.
We also study main effect factors and indexes'varieties when we remove the fluorescence by ClO2 . And in the bleaching by CEH we study the fluorescence variety in every stage.
Now we only can determining the content of fluorescence in solid sample by some indirect way. In this paper we describe three methods determining fluorescence in cotton linter pulp in our experiment: mensurating by eyes, mensurating by whiteness meter and mensurating by fluorescence spectrophotometry. The first one is very simple, but different people usually get different judgements of the same sample; The apparatus of the second one is simple and easy to manipulate, but for whiteness meter's sensitivity is not very high,it cannot determine the content exactly if fluorescence is weak; Fluorescence spectrophotometry used by the last one is very sensitive to fluorescence and relative fluorescence intensity can be regulated according to our needs.
造纸中常用的还原剂，例如连二亚硫酸钠和甲脒亚磺酸(FAS)等不能除去荧光；荧光抑制剂可用于消荧光，但不能在分子结构上对其进行破坏；某些常用氧化剂对消荧光有着较好的效果，我们研究了过醋酸、二氯异氰脲酸钠、二氧化氯的脱除效果、影响因素及一些结论。发现过醋酸用量为3％，温度80℃，pH值8左右，浆浓为10％，反应时间2h后可以脱除90％多的荧光物；二氯异氰脲酸钠脱荧光的适宜条件为：用氯量为1.2％～2.2％，温度40～50℃，pH值6。浆浓为10％，反应时间90min；药品用量为2％，温度90℃，反应初始pH值4～5，浆浓为10％，反应时间2～2.5h时二氧化氯消荧光的效果也较好；由于CEH仍然是目前一些工厂中的主要漂白方法，因此我们在第五章探讨了在CEH三段漂中荧光物的变化情况，其中氯气对荧光的消除有一定的效果，提高该段温度或加入一定量的二氧化氯，可促进荧光的脱除，另外，提高漂白段(H)反应温度或适当降低反应初始pH值都可对荧光的脱除有一定的促进作用。
目前国内外测定固体中荧光物的含量仅限于通过一些方法间接来表示。本论文的第七章探讨了测定棉短绒浆中荧光物含量的三种方法：目测法、白度差值法、荧光分光光度计法。其中目测法简便、直接，但受人为因素和室内光线明暗的影响很大，很难得到准确的结果；白度差值法仪器简单且易于操作，但只适用浆料中荧光物含量比较大的情况，荧光物含量的较小差别并不能在白度上明显显示出来；荧光分光光度计法具有高灵敏性、相对荧光强度可调性等优点，是适用本实验的较为理想的方法。
These years people have paid more and more attention to the removal of the fluorescence in cotton linter for the sake of getting better cotton linter pulp. Cotton linter is a kind of basic industry material used to make many products, but usually there are much impurity emitting fluorescence in them and some pulp i s asked not to contain fluorescence especially.
General reducing agents, such as hyposulphite and FAS, cannot remove fluo
- rescence; Depressor can depress fluorescence, but it cannot destroy molecular str
- ucture; Some oxidants can destroy molecular structure of fluorescence and remove it.
We study main effect factors of peracetic acid and pulp property indexes'varieties when we remove the fluorescence in cotton linter pulp. And finally the ideal technic condition is got when removing fluorescence: Heating the pulp at pH 8 and 80 C with 3% peracetic acid, and about 90% removal after 2h.
Dichloroisocyanuric acid salts (DCCNa) is a kind of general product in chlorinalkali industry, but we nearly do not use it in papermaking industry. The paper describes DCCNa's main effect factors and indexes'varieties when we remove the fluorescence in cotton linter pulp. And finally we get the ideal technic condition: 1.2% - 2.2% available chlorine, 40~50C, pH6, 10% pulp concentration and 1.5h.
We also study main effect factors and indexes'varieties when we remove the fluorescence by ClO2 . And in the bleaching by CEH we study the fluorescence variety in every stage.
Now we only can determining the content of fluorescence in solid sample by some indirect way. In this paper we describe three methods determining fluorescence in cotton linter pulp in our experiment: mensurating by eyes, mensurating by whiteness meter and mensurating by fluorescence spectrophotometry. The first one is very simple, but different people usually get different judgements of the same sample; The apparatus of the second one is simple and easy to manipulate, but for whiteness meter's sensitivity is not very high,it cannot determine the content exactly if fluorescence is weak; Fluorescence spectrophotometry used by the last one is very sensitive to fluorescence and relative fluorescence intensity can be regulated according to our needs.
引文
[1] 周洪湘．江苏丝绸，1990(4)：54～55．
[2] DE752677(1940), wendt, B. (IGFarbenind)
[3] 马德高．荧光增白剂．化工百科全书[M]．北京：化工出版社，1990．1048—1049．
[4] 杨新玮．国内外荧光增白剂发展概况．化工进展，1991(4)：20—21．
[5] VEB, Ger(East)146017(1977); (zech,183350)1976
[6] MDW, JK74-05129(1972); JK74-30416(1972)
[7] 董仲生．对荧光增白剂VBL现状与未来的几点分析．精细与专用化学品，1998(8)：5—7．
[8] 李和平．浅谈荧光增白剂的增白效果．四川造纸，1992(4)：250-251．
[9] 沈永嘉，许煦．荧光增白剂的毒性．化工科技市场，2002(8)：4—9．
[10] 王景国．荧光增白剂的状况及技术发展趋势．化工进展，1999(3)：5．
[11] 沈一丁．造纸化学品的制备和作用机理[M] ．北京：轻工业出版社，1999(1)：341—344．
[12] 林海．荧光增白剂和调色对纸张增白剂的研究．中国造纸，1998(4)：29．
[13] 叶玉青，王家丰．国外的荧光增白剂(Ⅰ)．印染助剂，1991，8(4)：12．
[14] 广州轻校．制浆造纸工艺及设备(下册)[M]．北京：轻工业出版社，1985．11—35．
[15] 北京大学化学系仪器分析教学组．仪器分析教程[M] ．北京：北京大学出版社，1996．84．
[16] 造纸工业测试方法标准汇编(1990)[M]．北京：轻工业标准编辑出版委员会，1990：549—552．
[17] 隆言泉．制浆造纸工艺学[M] ．北京：轻工业出版社，1980．156．
[18] 孙毓庆．分析化学[M] (第四版)．北京：人民卫生出版社，1999：83—93．
[19] 王俭，宋庆芳，邢丽梅，等．用荧光光谱双总体t检测法鉴别纸张．分析化学，1995，23(10)：1181～1184．
[20] 赵藻藩，张悟铭．仪器分析[M] ．北京：高等教育出版社，1990：156—164．
[21] 李明，刘书钗，林友锋．棉短绒制浆工艺．西北轻工业学院学报，2002，20(3)：12—15．
[22] Larnicol,Pierre;Rabillier, Jean Marc. Degradation of fluorescent brighteners in
recycled pulp with peracetie acid. 24 Sep 1999,Appl. 1998/329718 Mar 1998; 9 pp (Fr).
[23] 沈筠．过醋酸的低温漂棉工艺．印染译丛，1990(2)：9—11．
[24] 李宏斌，任维羡，林曙明．桉木化机浆过醋酸与过氧化氢漂白的研究．造纸化学品，2002(1)：19—24．
[25] 张幼敏，过醋酸漂白．印染译丛，1994(6)：1—2．
[26] 韩振鸿，刘凤莹．过醋酸漂液中过氧化氢和过醋酸含量的测定．印染，1990，16(3)：51．
[27] 组织编写．中国化工产品大全[M]，北京：化学工业出版社，1994，532，717．
[28] 李宏斌，任维羡，林曙明．桉木化机浆过醋酸与过氧化氢漂白的研究．造纸化学品，2002(1)：19—24．
[29] Oomori,Shunji;Nakamura,Kazuhiro. Method for removal of fluorescent brighteners in recycling of used paper. 08 Feb 1994, Appl.92/18954416 Jul 1992; 5 pp.
[30] 徐宁，沙昌瑞．用二氯异氰脲酸钠代替氯水的优点．实验室研究与探索，2000(6)：102—103．
[31] 章思规．适用精细化学品手册有机卷(上)[M]．北京：化学工业出版社，1996．889．
[32] 卢晓翠．碘量法测定二氯异氰脲酸钠有效氯含量．第一军医大学学报，2002：20(4)：314—315．
[33] 陈嘉祥．用二氧化氯消除废纸浆中的荧光增白剂的试验研究和生产实践纸和造纸，2002(1)：43—44．
[34] 谢来苏，詹怀宇．制浆原理与工程[M]．北京：中国轻工业出版社：229，258．
[35] 劳嘉宝．二氧化氯在造纸中的应用前景．中国造纸，2001，22(8)：43—44．
[36] 窦正远．二氧化氯漂白和二氧化氯的制备．纸和造纸，1993(2)：25—26．
[37] 陈嘉祥，李元禄，张志芬等．制浆造纸原理与工程[M]．北京：中国轻工业出版社，1995．326—327．
[38] 万金泉，WEISHAR Katheen M．废纸脱墨纸浆中荧光增白剂的脱除及机理研究．华南理工大学学报(自然科学版)，2000(4)：15—19．
[39] 刘长松，魏雁声．室温磷光分析法在我国的发展．化学通报，1996年(4)：5—9．
[40] 何小东，蔡东．一种新的滤纸基质固体表面低温荧光(磷光)测定装置．分
析化学，2002，30(7)：880—884．
[41] 刘奉岭，宁世远．二苯乙烯衍生物荧光增白剂的MO理论研究．山东师大学报，1989，4(2)：42—51．
[42] 阎吉祥，张雁．荧光产生效率对激发光波长的依赖．高技术通讯，2000(7)：54—56．
[43] 张慧茹，黄素萍．荧光防伪纤维．合成纤维工业，2002，25(4)：39—41．
[44] 赵德丰，高欣欣．荧光和分子结构的关系．染料工业．1995，32(6)：1—5．
[45] 陈嘉祥．制浆化学[M]．北京：轻工业出版社，1990．6：408—410，334—338．
[46] Zhirun Yuan,Yonghao Ni,Adriaan Van Heiningen. An improved peracetic acid bleaching process. Appita J. 51 (5): 377 (1998).
[47] Z. Yuan, Yonghao Ni, A. R.P. Van Heiningen. Peracetic acid and hydrogen peroxide brightening of a softwood kraft pulp delignified by methanol—assisted ozonation. PAPERI JA PUU-PAPER AND TIMBER VOL 80/NO.4/1998.
[48] Meng, Michael X. Ozone removal of fluorescent whitening agents (FAW's)frompulp. Pulping Conf. 1997, 7, 1141-1153(Eng)TAPPI Press.
[49] 凯西JP等编．制浆造纸化学工艺[M]．北京：中国轻工业出版社，1991．
[50] 劳嘉宝．二氧化氯应用稳步增长的原因及应用条件．黑龙江造纸．1997，2：35—36．
[51] 赵敏．过乙酸漂白．印染．1998，21(12)：51—53．
[2] DE752677(1940), wendt, B. (IGFarbenind)
[3] 马德高．荧光增白剂．化工百科全书[M]．北京：化工出版社，1990．1048—1049．
[4] 杨新玮．国内外荧光增白剂发展概况．化工进展，1991(4)：20—21．
[5] VEB, Ger(East)146017(1977); (zech,183350)1976
[6] MDW, JK74-05129(1972); JK74-30416(1972)
[7] 董仲生．对荧光增白剂VBL现状与未来的几点分析．精细与专用化学品，1998(8)：5—7．
[8] 李和平．浅谈荧光增白剂的增白效果．四川造纸，1992(4)：250-251．
[9] 沈永嘉，许煦．荧光增白剂的毒性．化工科技市场，2002(8)：4—9．
[10] 王景国．荧光增白剂的状况及技术发展趋势．化工进展，1999(3)：5．
[11] 沈一丁．造纸化学品的制备和作用机理[M] ．北京：轻工业出版社，1999(1)：341—344．
[12] 林海．荧光增白剂和调色对纸张增白剂的研究．中国造纸，1998(4)：29．
[13] 叶玉青，王家丰．国外的荧光增白剂(Ⅰ)．印染助剂，1991，8(4)：12．
[14] 广州轻校．制浆造纸工艺及设备(下册)[M]．北京：轻工业出版社，1985．11—35．
[15] 北京大学化学系仪器分析教学组．仪器分析教程[M] ．北京：北京大学出版社，1996．84．
[16] 造纸工业测试方法标准汇编(1990)[M]．北京：轻工业标准编辑出版委员会，1990：549—552．
[17] 隆言泉．制浆造纸工艺学[M] ．北京：轻工业出版社，1980．156．
[18] 孙毓庆．分析化学[M] (第四版)．北京：人民卫生出版社，1999：83—93．
[19] 王俭，宋庆芳，邢丽梅，等．用荧光光谱双总体t检测法鉴别纸张．分析化学，1995，23(10)：1181～1184．
[20] 赵藻藩，张悟铭．仪器分析[M] ．北京：高等教育出版社，1990：156—164．
[21] 李明，刘书钗，林友锋．棉短绒制浆工艺．西北轻工业学院学报，2002，20(3)：12—15．
[22] Larnicol,Pierre;Rabillier, Jean Marc. Degradation of fluorescent brighteners in
recycled pulp with peracetie acid. 24 Sep 1999,Appl. 1998/329718 Mar 1998; 9 pp (Fr).
[23] 沈筠．过醋酸的低温漂棉工艺．印染译丛，1990(2)：9—11．
[24] 李宏斌，任维羡，林曙明．桉木化机浆过醋酸与过氧化氢漂白的研究．造纸化学品，2002(1)：19—24．
[25] 张幼敏，过醋酸漂白．印染译丛，1994(6)：1—2．
[26] 韩振鸿，刘凤莹．过醋酸漂液中过氧化氢和过醋酸含量的测定．印染，1990，16(3)：51．
[27] 组织编写．中国化工产品大全[M]，北京：化学工业出版社，1994，532，717．
[28] 李宏斌，任维羡，林曙明．桉木化机浆过醋酸与过氧化氢漂白的研究．造纸化学品，2002(1)：19—24．
[29] Oomori,Shunji;Nakamura,Kazuhiro. Method for removal of fluorescent brighteners in recycling of used paper. 08 Feb 1994, Appl.92/18954416 Jul 1992; 5 pp.
[30] 徐宁，沙昌瑞．用二氯异氰脲酸钠代替氯水的优点．实验室研究与探索，2000(6)：102—103．
[31] 章思规．适用精细化学品手册有机卷(上)[M]．北京：化学工业出版社，1996．889．
[32] 卢晓翠．碘量法测定二氯异氰脲酸钠有效氯含量．第一军医大学学报，2002：20(4)：314—315．
[33] 陈嘉祥．用二氧化氯消除废纸浆中的荧光增白剂的试验研究和生产实践纸和造纸，2002(1)：43—44．
[34] 谢来苏，詹怀宇．制浆原理与工程[M]．北京：中国轻工业出版社：229，258．
[35] 劳嘉宝．二氧化氯在造纸中的应用前景．中国造纸，2001，22(8)：43—44．
[36] 窦正远．二氧化氯漂白和二氧化氯的制备．纸和造纸，1993(2)：25—26．
[37] 陈嘉祥，李元禄，张志芬等．制浆造纸原理与工程[M]．北京：中国轻工业出版社，1995．326—327．
[38] 万金泉，WEISHAR Katheen M．废纸脱墨纸浆中荧光增白剂的脱除及机理研究．华南理工大学学报(自然科学版)，2000(4)：15—19．
[39] 刘长松，魏雁声．室温磷光分析法在我国的发展．化学通报，1996年(4)：5—9．
[40] 何小东，蔡东．一种新的滤纸基质固体表面低温荧光(磷光)测定装置．分
析化学，2002，30(7)：880—884．
[41] 刘奉岭，宁世远．二苯乙烯衍生物荧光增白剂的MO理论研究．山东师大学报，1989，4(2)：42—51．
[42] 阎吉祥，张雁．荧光产生效率对激发光波长的依赖．高技术通讯，2000(7)：54—56．
[43] 张慧茹，黄素萍．荧光防伪纤维．合成纤维工业，2002，25(4)：39—41．
[44] 赵德丰，高欣欣．荧光和分子结构的关系．染料工业．1995，32(6)：1—5．
[45] 陈嘉祥．制浆化学[M]．北京：轻工业出版社，1990．6：408—410，334—338．
[46] Zhirun Yuan,Yonghao Ni,Adriaan Van Heiningen. An improved peracetic acid bleaching process. Appita J. 51 (5): 377 (1998).
[47] Z. Yuan, Yonghao Ni, A. R.P. Van Heiningen. Peracetic acid and hydrogen peroxide brightening of a softwood kraft pulp delignified by methanol—assisted ozonation. PAPERI JA PUU-PAPER AND TIMBER VOL 80/NO.4/1998.
[48] Meng, Michael X. Ozone removal of fluorescent whitening agents (FAW's)frompulp. Pulping Conf. 1997, 7, 1141-1153(Eng)TAPPI Press.
[49] 凯西JP等编．制浆造纸化学工艺[M]．北京：中国轻工业出版社，1991．
[50] 劳嘉宝．二氧化氯应用稳步增长的原因及应用条件．黑龙江造纸．1997，2：35—36．
[51] 赵敏．过乙酸漂白．印染．1998，21(12)：51—53．