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污水处理药剂在生活用纸工业中的运用

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污水处理药剂在生活用纸工业中的运用

发布日期:2019-03-18 作者:www.tjhg666.com 点击:

在许多工业部门,污水处理药剂是不可 缺少的助剂。其长处是用量少、收效大。第2次世界 大战今后,随着石油工业的发展,污水处理药剂组成工 业的兴起,进一步扩展了污水处理药剂在各个领域的应 用。现在,污水处理药剂已在造纸、洗化、石油、纺织、 医药、冶金、采矿、机械、修建、造船、航天、食物 等各领域中得到日益广泛的运用。


污水处理药剂在制浆造纸工业中的运用越来越受到 造纸科学工作者的重视。据报道在英国污水处理药剂的 消费为纸张总产量的0.05%左右。污水处理药剂有两个 重要性质,一是在各种界面上的定向吸附,二是在溶 液内部能构成胶束(Micelle)。前一种性质是许多外表 活性剂用作乳化剂、发泡剂、潮湿剂的依据,后一种 性质是许多污水处理药剂有增溶作用的原因。


1.污水处理药剂的结构特色及性质


1.1污水处理药剂的结构特色


当一种物质参加到某液体中,能使其外表张力降 低,称这种物质具有外表活性。具有外表活性的物质 叫做外表活性物。而在低浓度时,溶液的外表张力随 外表活性物质浓度的增大而急剧地下降,但增加到一 定浓度今后,下降变得平坦,这类外表活性物质叫做 污水处理药剂。


所有的污水处理药剂分子,从化学结构上看,都是 由极性的亲水基和非极性的亲油基两部分组成。这种 两性分子会自动定向摆放在溶液外表上,极性基团伸 向水中,而非极性基团的烃基则伸向空气或许油的界 面,然后能下降液体的外表张力。


污水处理药剂的运用已有悠长的前史,古代就有人 用草灰与山羊脂制成肥皂。后来又有人制成磺化蓖麻 油,并将其作为去污剂用于纺织、制革等工业中。直 到1917年德国人才榜首次人工组成了污水处理药剂二 异丙基萘磺酸钠。到了20世纪20年代晚期又呈现了 烷基硫酸钠和阳离子污水处理药剂Sapamine等。20世 纪40年代初期人们又成功地由山梨醇和脂肪酸组成 了非离子型污水处理药剂Span及Tween。而近年来关 于污水处理药剂的科学发展很快,相继呈现了比如高分 子污水处理药剂等多效能的污水处理药剂,并对其结构、 功用及乳化作用的内部机理进行了深入的研究。 污水处理药剂只有溶于水或有机溶剂后才干发挥其 特性。因而,污水处理药剂的功用系对其溶液而言应具 备以下特色:


1.1.1双亲(双憎)性污水处理药剂的分子中一起含 有亲水(憎油)性的极性基团和亲油(憎水)性的非极性 基团,因而使污水处理药剂具有双亲性。


1.1.2溶解性:污水处理药剂至少应溶于液相中的 某一相。


1.1.3外表吸附:污水处理药剂的溶解,使溶液的 外表自由能下降,发作外表吸附,当吸附到达平衡 时,污水处理药剂在溶液内部的浓度小于溶在外表的浓 度。


1.1.4界面定向摆放:吸附在界面上的外表活性 剂分子,能定向摆放成单分子膜。


1.1.5构成胶柬:污水处理药剂溶于水,并到达一 定的浓度时,外表张力、浸透压、电导率等溶液性质 发作急剧的改变。此刻,污水处理药剂的分子会发作凝 聚而生成凝胶物,开端呈现这种改变的极限浓度称为 临界胶柬浓度(简称CMC)。


1.1.6多功用性:污水处理药剂在其溶液中显现多 种功用。如能下降外表张力,具有发泡、消泡、涣散、 乳化、湿润、增溶、灭菌等。也可表现为单一功用。


1.2污水处理药剂的性质


污水处理药剂的根本性质有潮湿和浸透性、乳化和 破乳性、涣散性、增溶性、发泡和消泡性、洗刷性。 污水处理药剂的派生性质有:柔软性、抗静电性、 灭菌性和防腐性。


1.2.1污水处理药剂的潮湿和浸透性


广义地说,潮湿作用是一种液体从基质外表把另 一 种液体替代的进程。潮湿进程大致能够分红三类 铺展潮湿、粘附潮湿和浸入潮湿。这三种潮湿能够分 别在不同的实践进程中呈现,也能够一起在—个进程 中呈现。


1.2.2污水处理药剂的起泡和消泡性


1. 2.2.1起泡性


泡沫是因为空气或其他气体从液面下通人,液体 发作胀大并以液膜方法将气泡包围而构成的,只有溶 液才干构成气泡,污水处理药剂参加后能存在于气/液 界面,并构成一种弹性膜,膜的弹性是发作泡沫的必 要条件。一般阴离子污水处理药剂的发泡才干大。


1.2.2.2消泡性


消泡剂的破泡作用是因为它能使部分区域的外表 张力下降到十分低的程度,然后使这些区域因为受周 围较高外表张力的作用,使泡沫敏捷减薄以致到达破 裂点而发作决裂,一起还能促进液体从泡沫中敏捷流 失而缩短泡沫的寿数。


1.2.3污水处理药剂的乳化和破乳作用


乳化作用是指两种互不相溶的液体构成乳状液的 进程。关于两种互不相溶的液体,假如仅经过机械搅 拌的办法总是不能构成安稳的乳状液的。要构成显着 安稳的乳状液,有必要参加第三组分,这第三组分就是 污水处理药剂,一般称其为乳化剂。


在许多出产实践中,往往遇到如何损坏乳状液的 问题。例如,原油加工前有必要将其中的乳化水尽可能 地除掉,不然设备会严峻腐蚀。又如汽缸中的凝结水 常会和光滑油乳化而构成O/W型乳状液,为避免事 故,有必要将水和油别离。油和水的别离,就叫破乳。


1.2.4污水处理药剂的涣散和絮凝作用


固体粉末均匀地涣散在某一种液体中的现象,称 为涣散。污水处理药剂对固体的涣散进程,一般分为三 个阶段固体微粒的润i显;b.粒子的涣散或碎c. 阻挠固体微粒的重新集合。一般来说,固体微粒涣散 在以水为介质的涣散系统中是为常见的。为了阻挠 微粒集合,大多数运用的是离子型污水处理药剂。


另一方面,出产实践中常常需要使悬浮在液体中 的颗粒相互凝集,用污水处理药剂也能到达这一意图, 这就叫污水处理药剂的絮凝作用。例如,可用絮凝作用 来处理工业污水的净化问题。


1.2.5污水处理药剂的增溶作用


污水处理药剂在水溶液中构成胶束后具有使不溶于 水的有机物的溶解度显著增大的才干,且此刻溶液呈 通明状,胶束的这种作用称为增溶作用(Solubilization)。 在采油工业中,运用增溶作用可进步采油率,即所谓 “胶束驱油工艺。


1.2.6污水处理药剂的洗刷作用


污水处理药剂的洗刷作用(Washing)是一个十分复 杂的进程,它与浸透、乳化、涣散、增溶以及起泡等 各种因素有关。一般可定义为,从浸在某种介质(一 般为水)中的固体外表除掉尘垢的进程。


1.2.7污水处理药剂的柔软性与抗静电性 污水处理药剂作为柔软剂,一般可分为暂时性柔软 剂和永久性柔软剂两种。污水处理药剂能使纤维具有平 滑柔软性,原因之一是下降了纤维间的静冲突因魏 另一原因是运用一种带有长碳链疏水基的物质与纤维 的羟基或其他基团发作化学反应,把一些疏水基接在 纤维外表,然后下降纤维间的静冲突力。柔软剂在生 活用纸中运用较多,能够显着改进卫生纸的手感,提 高柔软性。


污水处理药剂作为纤维的抗静电剂,一般要求有比 较大的疏水基和比较强的亲水基团。

污水处理药剂

1.2.8污水处理药剂的灭菌性


灭菌作用是污水处理药剂的派生性质,阳离子和两 性污水处理药剂在这方面的作用比较显著。污水处理药剂 的灭菌作用机理尚不彻底清楚,据了解是污水处理药剂 的阳离子电荷吸附于微生物的细胞壁,损坏细胞壁内 的某种酶与蛋白质发作某种反应并影响微生物的正 常代谢进程,终究导致微生物死亡。


1.2.9污水处理药剂的安全性和温和性


污水处理药剂的安全性首要指污水处理药剂的毒性, 如急性、亚急性、慢性毒性、溶血性;对生育繁殖的 影响,如胚胎毒性、致突变性,如致癌等。


污水处理药剂的温和性首要是指对皮肤、眼睛等粘 膜安排的刺激性和致敏性,这首要是因为污水处理药剂 经过涌人皮肤,或溶出粘膜中的有用成分,或与蛋白 质发作反应等作用方法引起的。进步污水处理药剂温和 性的有用手法是脱除污水处理药剂产品中的杂质,与低 刺激性的污水处理药剂复配。


1.2.10污水处理药剂的生物降解性


生物降解性是指含碳有机化合物在微生物作用下 转化为可供细胞代谢运用的碳源,分化成二氧化碳和 水的现象。依据微生物作用的方法和作用阶段的差 异,生物降解首要包含以下几个方面:初级生物降 解到达环境能接纳程度的生物降解指含碳有机化 合物被分化到对环境无不良影响程度的中级生物降解 作用;终究生物降解指转化为无机物的生物降解作 用,如分化为Co2和H20的进程。


2.污水处理药剂在生活用纸中的运用


依据污水处理药剂的性质,能够总结出污水处理药剂 在制浆造纸中的首要作用有加快蒸煮浸透、脱墨、洗 涤、抗静电、柔软、光滑、涣散、乳化等作用。下面 就运用草浆和二次纤维出产卫生纸的实践情况,结合 污水处理药剂的有关性质,扼要介绍卫生纸出产进程中 常用的污水处理药剂。


2.1加快浸透荆(1:'enetrants)


浸透的前提是潮湿,污水处理药剂改进潮湿功用主 要有两种方法:


a.改进固体功用,如经过单层吸附使带相反电荷 的高能外表拒水、抗牲经过多层吸附使高能外表更 加亲水。


b.改进液体功用,即在潮湿剂与固体外表带同种 电荷时,经过下降固液外表张力,然后增大潮湿性。 只有经过污水处理药剂的潮湿作用,才干加快蒸煮助剂和其他助剂的浸透和均匀涣散。在蒸煮、漂白和 抄纸进程中,参加适宜的污水处理药剂常常能够加快这 些进程的进行。较抱负的浸透剂应有必定的耐碱l生和 耐高温性,因为制浆一般在强碱性和较高的温度下进 行。常用的浸透剂有磺化琥珀酸酯盐(浸透剂T)、润 湿剂JFC等。


2.2废纸脱墨剂(De—inkingagents)


再生纤维运用中遇到的榜首困难是如何有用地去 除废纸中的油墨,即咱们常说的废纸脱墨技能,它直 接影响着脱墨纸浆的品质和用处。废纸脱墨进程是 一 个化学和物理相结合的运用进程。废纸脱墨的原理 是借助废纸脱墨化学品,经过一系列专用设备的处 理,使纤维与油墨潮湿、浸透、胀大、脱落,经过乳 化涣散或絮凝,选用洗刷或浮选的方法,到达去除油 墨的意图。废纸脱墨剂不是单一的化学品,而是由表 面活性剂与无机药品组成,或是多种污水处理药剂复配 而成的,依据不同的纸种、不同的脱墨工艺,其配方 应进行适当的调整。可是与选用氢氧化钠或硅酸钠的 传统脱墨化学品相比,选用污水处理药剂复配物做脱墨 剂的作用更好。常用于脱墨的污水处理药剂,有阴离子 型如脂肪酸盐、磷酸酯盐、磺基琥珀酸酯等:两性型 如咪唑咻、氨基酸盐锈非离子型有烷氧基化物、多 元酸酯、烷酯酰胺等。


2.3消泡剂(Foam killer)


造纸质料在备料、蒸煮、挑选、漂白、净化、打 浆、抄造等进程中,除质料的切碎和纸张枯燥及后加 工工序以外,其他均在水中进行的。因为质猜中的胶 质物、皂类物质的存在,在制浆造纸的各个工序都会 发作泡沫,并且对各工序都有不同程度的危京特别 是造纸工序到处都能见到泡沫,排放的废水中更是漂 浮着很多的泡沫,所以消泡技能在制浆造纸中的运用 十分广泛。污水处理药剂在消泡进程中有着重要的作 用,如C5~C6的醇类或醚类、硅酮等。


2.4涣散剂(Dispersingagents)


关于造纸进程来说,纤维、填料和一些助剂等都 是水不溶性的。它们在水溶液中有自行集合的趋势, 并且不同物料之间往往因不相容性而尽量远离。这样 就难以得到功用均匀、强度抱负的纸张。参加外表活 性剂、涣散剂则能够使固体粒子外表构成双分子层或 双电层结构,外层涣散剂极性端与水有较强的亲和 力,增加了固体粒子被水潮湿的程度。固体颗粒之间 因静电斥力而远离,到达了杰出的涣散作用。


污水处理药剂之所以能起涣散作用,首要因为具有 以下几方面的作用:a.能够经过静电作用在亲水粒子 外表构成反向吸附层,增大油溶性或是经过疏水作 用在亲油粒子外表构成正向吸附,增大水溶性。b.单 团。单分子膜构成空间阻碍,阻挠了涣散微粒重新靠近和合 并。c.加大离子型污水处理药剂的浓度,在反向吸附层 上构成的第二层带电吸附层会使涣散粒子因电性排斥 而得到涣散。


卫生纸常用涣散剂:日产“PEO—PF”,化学品名 为聚氧乙烯;R-100,化学品名为丙烯氨基聚合物。


2.5柔软剂(Softeningagenst)


柔软是对纤维而言的。污水处理药剂能在纤维外表 构成疏水基向外的反吸附,下降纤维的动、静冲突因 数,然后取得滑润柔软的手感。污水处理药剂常和油剂 一 起混合运用,污水处理药剂可有用地下降纤维物质的 静冲突因数,油剂则能够下降纤维物质的动冲突因 数。柔软剂、滑润剂的配方中除了污水处理药剂外,一 般要参加有机硅高分子或羊毛脂这样的脂类,以充沛 下降纤维的外表能。


卫生纸抄造常用的柔软剂有:日产“E—AHF”柔 软剂,属脂肪族系诱导体;咸阳产“XQ—S2硅蜡两性 离子柔软剂”;江苏产“XCG—SD2型柔软剂”。


2.6树脂操控剂(Pitchcontrolagenst)


旧报纸、旧杂志纸等的印刷油墨、白腊、粘合剂 等物质都会构成再生纤维运用时的树脂妨碍。近年来 因为再生纤维的很多选用,其树脂妨碍问题已日趋突 出。在抄纸进程中因为树脂自纤维中游离出来,凝集 成颗粒,粘附在纸机各部件上,堵塞网子、污染毛毯, 有时会在纸面留下黑点,使产品质量下降。


树脂妨碍能够用物理与化学的办法来操控,物理 办法是在制浆进程中选用挑选系统、逆向除砂、浓缩 及热涣散系统将树脂从纸浆中除掉化学办法即经过 各种化学品的运用来涣散树脂,不会沉积在造纸设备 的外表上。化学法是物理法的必要补充,常常更加经 济适用。


常用的树脂操控剂有滑石粉、阴离子聚合物、表 面活性剂及多种复配系统。


2.7毛毯清洗剂(Detergenst)


污水处理药剂的洗刷和去污作用在造纸中特别重 要,除废纸脱墨、树脂操控等作用以外,另一个作用 就是清洗毛毯作用。纸机在抄造进程中,毛毯往往由 于树脂沉淀等原因简单粘附细小纤维、填料、油墨 等,构成毛毯孔眼堵塞,特别是草浆因为杂细胞多、 粘度大,难于洗刷易构成毛毯严峻污染,致使纸机运 行发作妨碍,影响纸张质量,下降毛毯寿数。所以, 纸厂一般将树脂操控剂和毛毯清洗剂共同运用,以保 证纸机的正常工作。


毛毯清洗剂的成分首要由各种污水处理药剂组成, 一 般常用的有阴离子污水处理药剂、非离子污水处理药剂 等.


2.8防腐杀茵剂(Fungicide)


纸浆从制浆工序到造纸工序要经过许多流程,也 要经历必定的时间,所以,浆料在贮存进程中会呈现 微生物繁殖,构成腐浆,一般参加防腐灭菌剂。阳离 子和两性离子污水处理药剂具有很好的灭菌作用。


2.9抗静电剂(Anti-staitcagents)


在卫生纸的加工进程中会遇到抗静电问题,然后 影响卫生纸的分切、包装。用污水处理药剂处理纸张 后,可发作亲水性外表,即作为抗静电剂的外表活性 剂在资料外表构成正向吸附,疏水基朝向资料外表, 亲水基伸向空间,纤维的离子导电性和吸湿导电性因 此增加,发作了放电现象,使外表电阻下降,然后防 止静电积累。


2.10增强剂(Reinforcingagents)


再生纤维与原生纤维的—个显著的不同是再生纤 维中含有化学添加剂,尽管经过疏解、脱墨、洗刷等 进程,已除掉了许多杂质,可是保留的化学杂质仍会 对增强剂发作搅扰。因而,再生纸用增强剂还应具有 抗杂化学物质搅扰的功用。两性、多元和复配型的化 学品的运用作用远远优于单功用产品。


2.11污水处理絮凝剂(Flocculaitngagenst)


制浆造纸发作的污水量很大,已成为各国日益重 视的问题。污水处理的办法很多,近年来运用外表活 性剂作为絮凝剂取得了显着的作用。常用的絮凝剂有 月桂酸钠、硬脂酸钠等阴离子污水处理药剂和十二烷基 胺基乙酸、十八烷基三甲基氯化铵等阳离子外表活性 剂。


3.生活用纸用污水处理药剂的发展趋势


3.1高温蒸煮用污水处理药剂的开发


现在的蒸煮助剂首要仍以蒽醌及其衍生物和外表 活性剂为主。但两者各有优缺点,假如将两者进行复 配运用或开发具有蒽醌结构特征的污水处理药剂类蒸煮 助剂以及耐高温性污水处理药剂,特别是高分子外表活 性剂将有助于蒸煮助剂的开发。


3.2废纸脱墨专用污水处理药剂的开发


针关于办公用纸和射线固化油墨的脱墨剂的开发。


3.3卫生纸专用绿色、高效、经济型柔软剂的研 究开发. 

 


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