CN106939525A - 一种降低apmp浆返黄值的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种降低APMP浆返黄值的方法，克服目前化学机械浆返黄严重的弊端。本发明采用漆酶/介体体系处理APMP二段漂白浆，选取一定量经漆酶/介体体系处理后的试样利用抄片器抄造成纸张，再将纸张放在105℃烘箱和恒温封闭的暗箱式紫外分析仪内处理，然后再用白度分光光度仪测定处理前后纸张的白度，从而计算出返黄值，与参照样对比返黄值降低程度。步骤简单、操作方便、实用性强。
Description
技术领域
本发明属于高得率浆抄造领域，特别涉及一种降低APMP浆返黄值的方法。
背景技术
经过数十年的不断开拓与创新，高得率制浆技术以及漂白技术都取得了巨大的进步。目前，纸浆的白度、强度已不再是影响高得率浆广泛应用的主要因素，但是，影响高得率浆代替化学浆用于生产高档纸的主要障碍是其白度的不稳定容易返黄。因此，找到合适的抑制返黄的方法以及探究高得率浆的返黄机理具有非常重要的意义。纸浆返黄的外因主要是光和热，而残余木素是引起纸浆返黄的主要内因。
在光诱导条件下，纸浆中残余的木质素会发生光氧化降解反应。例如酚型木素结构以及β-O-4结构等，经过紫外光的照射，会产生不稳定的游离基，然后形成发色结构。
RH+O2→HOO·+R·
R·+O2→ROO·
ROO·+RH→R·+ROOH
纸浆光诱导返黄75％以上是由于酚型木素结构均裂产生酚氧游离基，然后氧化成邻醌结构导致的。高得率浆在温度较高的储存条件下会发生热诱导返黄，其反应机理可能是纸浆中残留木素结构中的邻苯二酚结构发生氧化反应，生成有色的苯醌结构。因此，高得率纸浆的白度稳定性是由纸浆中残留的木素性质以及结构决定的。
影响纸浆返黄的因素主要包括：①原料种类和原料的化学组成；②制浆方法：机械浆较化学浆易返黄；③漂白方式：高得率浆的漂白方式中，过氧化氢漂白最不易返黄；④金属离子：金属离子自身可以作为催化剂，使纸浆返黄加速；⑤纸浆的储存条件；⑥纸浆的水分：水分含量越高，纸浆越易返黄。
近年来，高得率浆的抑制返黄技术越来越受到关注。研究表明，抑制高得率浆白度降低的方法主要有：①改善纸浆的漂白工艺，采用新的漂白方法以及漂白试剂；②对纸浆进行改性，即对纸浆中木素的功能基改性，消除潜在的返黄结构和基团；③加入光稳定助剂，避免发色物质的产生；④选择合适的干燥及储存条件。
针对高木素含量的碱性过氧化氢化学机械浆，漆酶是一种非常具有应用潜力的生物酶。漆酶作用于纸浆后，与纤维中的木素酚羟基作用，生成酚氧自由基，然后发生自由基之间的耦合，使木素聚合，分子量变大。但是，漆酶改性纸浆时，会产生空间阻碍，脱木素作用不能通过漆酶自身来完成，必须加入中介体，以完成电子的传递。漆酶/介体体系作用后，木素会发生降解反应，分子量明显降低。此外，利用漆酶/介体改性碱性过氧化氢化学机械浆具有环境友好、能耗小以及纤维无降解等优点，因此，此改性方法具有非常高的利用研究价值。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供一种降低APMP浆返黄值的方法，克服了目前化学机械浆返黄严重的弊端。本发明采用漆酶/介体体系处理试样，选取一定量经漆酶/介体体系处理后的试样利用抄片器抄造成纸张，再将纸张放在105℃烘箱和恒温封闭的暗箱式紫外分析仪内处理，然后再用白度分光光度仪测定处理前后纸张的白度，从而计算出返黄值，与参照样对比返黄值降低程度。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种降低APMP浆返黄值的方法，包括：
采用漆酶-介体体系LMS处理APMP二段漂白浆。
本发明中APMP二段漂白浆是指：APMP浆经过中浓-高浓过氧化氢二段漂白后得到的浆。
本申请研究发现：由于APMP原浆中木素含量较高、碱性较强，对漆酶的活性影响较大、处理效果不佳。为此，本发明对APMP浆多段漂白过程中木素含量、结构以及溶液环境变化情况进行了系统分析，经大量实验摸索后发现：APMP原浆经中浓-高浓过氧化氢两段漂白后，浆料的溶液环境与漆酶适应度高，利用漆酶-介体体系LMS脱除APMP浆中残存的木素，木素降解效果高、浆料白度稳定性优，同时，APMP原浆经两段漂白，木素含量降低，结构改变也利于与漆酶的作用，提高漆酶-介体体系LMS脱除效率。
优选的，所述介体为一羟基苯丙三唑HBT。
优选的，所述APMP二段漂白浆的浆浓为3.0-5.0％，所述的漆酶用量为1.5-2.5IU/g绝干浆，介体用量为绝干浆重量的0.4-0.6％。
优选的，所述处理条件为：于pH值4-5、温度40-60℃的条件下反应40-80min。
优选的，所述APMP二段漂白浆的pH值采用HAc～NaAc缓冲溶液调节。
本发明还提供了一种低返黄值APMP浆抄造方法，包括：
采用漆酶-介体体系(LMS)处理APMP二段漂白浆；
将上述处理后的APMP二段漂白浆抄造，即得。
优选的，所述介体为一羟基苯丙三唑(HBT)；或所述APMP二段漂白浆的浆浓为3.0-5.0％，所述的漆酶用量为1.5-2.5IU/g绝干浆，介体用量为绝干浆重量的0.4-0.6％；
优选的，所述处理条件为：于pH值为4-5、反应温度为40-60℃下反应40-80min；
优选的，所述APMP二段漂白浆的pH值采用HAc～NaAc缓冲溶液调节。
优选的，所述抄造过程中，纸浆的用量为绝干浆重1.72-2.04g的湿浆。
本发明还提供了任一上述的方法抄造的纸张，所述纸张的定量为55-65g/m2。
本发明还提供了上述纸张在生产高档纸中的应用。
本发明的有益效果
(1)APMP浆经LMS处理后，相对于普通漂白方法和单独用漆酶处理来说，抄造的纸张紫外灯恒温照射后，白度降低最小。
(2)使用LMS处理APMP浆相对于普通漂白方法来说环境友好，能耗小而且无纤维降解。
(3)漆酶改性纸浆时，会产生空间阻碍，脱木素作用不能通过漆酶自身来完成，加入中介体后，完成电子的传递，木素降解，从而完成脱木素过程。
(4)本发明制备方法简单、处理效率高、实用性强，易于推广。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
一种降低APMP浆返黄值的方法，包括以下方面：
(1)漆酶与介体处理纸浆：用HAc～NaAc缓冲溶液调节浆浓，通入氧气，添加漆酶与介体，控制反应温度和时间，使其反应。
(2)洗浆：漆酶及介体处理完后，用清水洗涤至中性。平衡水分，然后测定浆料的水分。
(3)抄片：称取一定量的纸浆，在凯赛快速抄片器上抄造一定定量的纸片，干燥。
(4)纸张的老化处理和紫外灯照射处理：
老化处理：将测定白度后的纸张放置在烘箱中处理一定时间；
紫外灯照射处理：将测定白度后的纸张放置恒温封闭的暗箱式紫外分析仪内处理一定时间。
(5)纸张白度性能检测
纸张白度：按国家标准方法用白度分光光度仪测定。
(6)纸张返黄值计算：
式中，P.C值——返黄值；
R∞、R∞0——纸浆老化前、后的白度，以百分率(％)表示。
进一步地，所述的降低APMP浆返黄值的方法，其特征在于：(1)中所述的用于调节浆浓的HAc～NaAc缓冲溶液的pH值为4-5，调节的浆浓为3.0-5.0％，所述的漆酶用量为1.5-2.5IU/g，介体用量为0.4-0.6％，所述的反应温度为40-60℃，反应时间为40-80min。
进一步地，所述的降低APMP浆返黄值的方法，其特征在于：(3)中所述的用于抄片的纸浆质量为相当于1.72-2.04g绝干浆的湿浆，所述的抄造的纸片定量为55-65g/m2。
实施例1：降低APMP二段漂白浆的返黄值
APMP二段漂白浆为过氧化氢与甲脒亚磺酸(H2O2-FAS)二段漂白浆。
(1)漆酶及介体处理纸浆：APMP二段(H2O2-FAS)漂白浆测定水分后，用pH为4的HAc～NaAc缓冲溶液将浆浓调至3.0％，在通氧条件下，控制温度为40℃，漆酶用量1.5IU/g，介体用量0.4％，反应时间40min(相对于绝干木素而言)。其中所用APMP二段漂白浆白度为71.39％ISO，漆酶酶活5000IU/g，最适pH值为4.5-6.5，最佳温度为50℃。介体为一羟基苯丙三唑(HBT)。
(2)洗浆：漆酶/介体处理完浆后，用清水洗涤至中性。平衡水分，然后测定浆料的水分。
(3)抄片：称取相当于1.88g绝干浆的湿浆，在凯赛快速抄片器上抄造定量为60g/m2的纸片，干燥。
(4)纸张老化处理和紫外灯照射处理
老化处理：将测定白度后的纸张放置在烘箱中处理2h；
紫外灯照射处理：将测定白度后的纸张放置恒温封闭的暗箱式紫外分析仪内处理2h。
(5)纸张白度性能检测
纸张白度：按国家标准方法用白度分光光度仪测定。
(6)纸张返黄值计算：
式中，P.C值——返黄值；
R∞、R∞0——纸浆老化前、后的白度，以百分率(％)表示。
(7)结果
实施例2：降低APMP二段漂白浆的返黄值
APMP二段漂白浆为中浓-高浓过氧化氢二段漂白浆。
(1)漆酶及介体处理纸浆：APMP二段(中浓-高浓H2O2)漂白浆测定水分后，用pH为4.5的HAc～NaAc缓冲溶液将浆浓调至4.0％，在通氧条件下，控制温度为50℃，漆酶用量2IU/g，介体用量0.5％，反应时间60min(相对于绝干木素而言)。其中所用APMP二段漂白浆白度为71.39％ISO，漆酶酶活5000IU/g，最适pH值为4.5-6.5，最佳温度为50℃。介体为一羟基苯丙三唑(HBT)。
(2)洗浆：漆酶/介体处理完浆后，用清水洗涤至中性。平衡水分，然后测定浆料的水分。
(3)抄片：称取相当于1.88g绝干浆的湿浆，在凯赛快速抄片器上抄造定量为60g/m2的纸片，干燥。
(4)纸张老化处理和紫外灯照射处理
老化处理：将测定白度后的纸张放置在烘箱中处理2h；
紫外灯照射处理：将测定白度后的纸张放置恒温封闭的暗箱式紫外分析仪内处理2h。
(5)纸张白度性能检测
纸张白度：按国家标准方法用白度分光光度仪测定。
(6)纸张返黄值计算：
式中，P.C值——返黄值；
R∞、R∞0——纸浆老化前、后的白度，以百分率(％)表示
(7)结果
实施例3:降低APMP二段漂白浆的返黄值
APMP二段漂白浆为过氧化氢与连二亚硫酸钠(H2O2-Na2S2O4)二段漂白浆。
(1)漆酶及介体处理纸浆：APMP二段(H2O2-Na2S2O4)漂白浆测定水分后，用pH为5的HAc～NaAc缓冲溶液将浆浓调至5.0％，在通氧条件下，控制温度为60℃，漆酶用量2.5IU/g，介体用量0.6％，反应时间80min(相对于绝干木素而言)。其中所用APMP二段漂白浆白度为71.39％ISO，漆酶酶活5000IU/g，最适pH值为4.5-6.5，最佳温度为50℃。介体为一羟基苯丙三唑(HBT)。
(2)洗浆：漆酶/介体处理完浆后，用清水洗涤至中性。平衡水分，然后测定浆料的水分。
(3)抄片：称取相当于1.88g绝干浆的湿浆，在凯赛快速抄片器上抄造定量为60g/m2的纸片，干燥。
(4)纸张老化处理和紫外灯照射处理
老化处理：将测定白度后的纸张放置在烘箱中处理2h；
紫外灯照射处理：将测定白度后的纸张放置恒温封闭的暗箱式紫外分析仪内处理2h。
(5)纸张白度性能检测
纸张白度：按国家标准方法用白度分光光度仪测定。
(6)纸张返黄值计算：
式中，P.C值——返黄值；
R∞、R∞0——纸浆老化前、后的白度，以百分率(％)表示。
(7)结果
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种降低APMP浆返黄值的方法，其特征在于，包括：
采用漆酶-介体体系LMS处理APMP二段漂白浆。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介体为一羟基苯丙三唑HBT。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述APMP二段漂白浆的浆浓为3.0-5.0％，所述的漆酶用量为1.5-2.5IU/g绝干浆，介体用量为绝干浆重量的0.4-0.6％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理条件为：于pH值4-5、温度40-60℃的条件下反应40-80min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述APMP二段漂白浆的pH值采用HAc～NaAc缓冲溶液调节。
6.一种低返黄值APMP浆抄造方法，其特征在于，包括：
采用漆酶-介体体系(LMS)处理APMP二段漂白浆；
将上述处理后的APMP二段漂白浆抄造，即得。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述介体为一羟基苯丙三唑(HBT)；或所述APMP二段漂白浆的浆浓为3.0-5.0％，所述的漆酶用量为1.5-2.5IU/g绝干浆，介体用量为绝干浆重量的0.4-0.6％；
或所述处理条件为：于pH值为4-5、反应温度为40-60℃下反应40-80min；
或所述APMP二段漂白浆的pH值采用HAc～NaAc缓冲溶液调节。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述抄造过程中，纸浆的用量为绝干浆重1.72-2.04g的湿浆。
9.权利要求6-8任一所述的方法抄造的纸张，其特征在于，所述纸张的定量为55-65g/m2。
10.权利要求9所述的纸张在生产高档纸中的应用。
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