CN115160447A - 一种双氧水漂白增能剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双氧水漂白增能剂,属于新材料领域的精细化学品,包括以下重量百分比原料:淀粉28‑30%,酯5‑15%,酶0.1‑0.5%,缓冲剂5‑10%,酸0.5‑3%,余量为去离子水,通过以下步骤制成:向反应器中加入去离子水、淀粉、酶,边搅拌边升温至90℃,保温40mi n后降温至30℃,之后加入缓冲剂,搅拌后滴加酯,加入酸,搅拌混合即可。将该增能剂作为添加剂用于双氧水漂白液中,乙酰化淀粉中的乙酰基与双氧水反应生成过氧乙酸,其活化能比双氧水低,氧化电位比双氧水高,可以在较低温度下活化,可以低温漂白,而氧化能力却高于双氧水,并且性能稳定,可用于难以漂白的竹子、桉木浆的漂白,且具有成本优势。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域的精细化学品,具体地说,是一种双氧水漂白增能剂。
背景技术
双氧水是一类优良的氧化型漂白剂,因具有漂白产品纯正、白度稳定性良好、没有污染、不腐蚀设备等优点,广泛用于纤维素纤维及其他纤维的漂白。双氧水漂白的作用机理至今仍未形成定论,尚在探讨之中,为大多数业界接受的有两种说法,即:过氧化氢像弱酸一样,在碱性介质中离解为过氧化氢负离子;过氧化氢负离子又是一种亲核试剂,具有引发过氧化氢形成游离基的作用。两者都有较高的活性,可使色素氧化分解而产生漂白作用。但是双氧水分解产物很复杂,远非上述反应那样简单,真正起到漂白作用的有效成分是其中一部分,甚至相当少的一部分,大部分是无效分解。而且都要在95℃时漂白,利用率仍不高。因此,提高有效分解率,降低无效分解,并使漂白温度下降是目前国内外研究开发的热点。
研究发现过氧乙酸,由于它的活化能比双氧水低,而氧化电位比双氧水高,可以在较低温度下活化,可以低温漂白,而氧化能力却高于双氧水,但是,过氧乙酸不稳定引起爆炸,所以过氧乙酸一直未能确立其工业化生产,由此启发,通过酰氯或酸酐将酰基接枝在含氮、含氧或含硫的化合物上,其生成物在双氧水存在下生成过酰基化合物,即过氧羧酸化合物,因过氧羧酸的漂白活化能低,分解物中含有发生漂白作用的成分多,使双氧水的利用率大大提高,起到漂白活化作用,同时能使漂白温度降低,减少纤维在高温和高碱条件下的损伤程度。
现在用于氧漂的活化剂与家用洗涤剂中施加的漂白活化剂完成相同,按照它们的发展历程有以下一些品种:四乙酰基乙二胺(TAED)、壬酰氧基苯磺酸钠(NOBS)、N-[4-(三乙基氨甲基)苯甲酰基]己内酰胺氯化物(TBCC)、6(N,N,N三甲基胺甲撑)己酰基己内酰胺对甲苯磺酸THCTS)和甜菜碱氨基腈氯化物(BAN)等,但这些产品价格昂贵,严重影响生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有技术的不足,提供一种双氧水漂白增能剂,利用淀粉乙酰化,乙酰基与双氧水反应生成过氧乙酸,来解决双氧水漂白过程中漂白温度高且漂白效率低的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种双氧水漂白增能剂,包括以下重量百分比原料:
淀粉28-30%,酯5-15%,酶0.1-0.5%,缓冲剂5-10%,酸0.5-3%,余量为去离子水。
该双氧水漂白增能剂通过以下步骤制成:
按照配方比例称取各原料,在装有搅拌装置的反应器中加入去离子水、淀粉、酶,边搅拌边升温至90℃,保温40min后降温至30℃,之后加入缓冲剂,搅拌后滴加酯,滴加结束后,加入酸,搅拌混合均匀,得到双氧水漂白增能剂。
作为本发明的进一步方案,所述淀粉为玉米淀粉或木薯淀粉。
作为本发明的进一步方案,所述酯为醋酸乙烯酯。
作为本发明的进一步方案,所述酶为中温α-淀粉酶。
作为本发明的进一步方案,所述缓冲剂为氧化镁。
作为本发明的进一步方案,所述酸为冰醋酸。
本发明的有益效果:
1.本发明提供一种双氧水漂白增能剂,用于双氧水漂白纸浆生产过程中,在可控成本内能有效提高双氧水的漂白效率。在淀粉酶、缓冲剂、酸和酯的作用下,使淀粉乙酰化,得到双氧水漂白增能剂,将该增能剂作为添加剂用于双氧水漂白液中,乙酰化淀粉中的乙酰基与双氧水反应生成过氧乙酸,它的活化能比双氧水低,而氧化电位比双氧水高,可以在较低温度下活化,可以低温漂白,而氧化能力却高于双氧水,并且性能稳定,可用于难以漂白的竹子、桉木浆的漂白,且具有成本优势。
2.本发明的双氧水漂白增能剂可在低温条件下漂白,节约能源。
3.本发明的双氧水漂白增能剂可减少碱的用量,可提高浆的得率,减少排放。
4.本发明的双氧水漂白增能剂水溶性好,操作方便,便于大生产的自动化操作。
5.本发明的双氧水漂白增能剂可生物降解,对环境友好。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
一种双氧水漂白增能剂,包括以下重量百分比原料:
淀粉28-30%,酯5-15%,酶0.1-0.5%,缓冲剂5-10%,酸0.5-3%,余量为去离子水。
该双氧水漂白增能剂通过以下步骤制成:
按照配方比例称取各原料,在装有搅拌装置的反应器中加入去离子水、淀粉、酶,边搅拌边升温至90℃,保温40min后降温至30℃,之后加入缓冲剂,搅拌后滴加酯,滴加结束后,加入酸,搅拌混合均匀,得到双氧水漂白增能剂。
其中,所述淀粉为玉米淀粉或木薯淀粉。
其中,所述酯为醋酸乙烯酯。
其中,所述酶为中温α-淀粉酶。
其中,所述缓冲剂为氧化镁。
其中,所述酸为冰醋酸。
实施例1
本实施例提供一种双氧水漂白增能剂,原料总重量为100千克。其中玉米淀粉30千克,醋酸乙烯酯10千克,中温α-淀粉酶0.2千克,氧化镁8千克,冰醋酸2千克,去离子水49.8千克。
该双氧水漂白增能剂由以下步骤制成:
在装有搅拌装置的反应器中加入去离子水49.8千克,玉米淀粉30千克,中温α-淀粉酶0.2千克,边搅拌边升温至90℃,保温40min后降温至30℃,加入氧化镁8千克,搅拌5min(本文“min”为分钟的意思)后滴加醋酸乙烯酯10千克,控制滴加速度2滴/秒,滴加结束后,加入冰醋酸2千克,搅拌20min,得到即得双氧水漂白增能剂。
实施例2
本实施例提供一种双氧水漂白增能剂,原料总重量为100千克。木薯淀粉30千克,醋酸乙烯酯8千克,中温α-淀粉酶0.2千克,氧化镁7千克,冰醋酸1.8千克,去离子水53千克。
该双氧水漂白增能剂由以下步骤制成:
在装有搅拌装置的反应器中加入去离子水53千克,木薯淀粉30千克,中温α-淀粉酶0.2千克,边搅拌边升温至90℃,保温40min后降温至30℃,加入氧化镁7千克,搅拌5min后滴加醋酸乙烯酯8千克,控制滴加速度2滴/秒,滴加结束后,加入冰醋酸1.8千克,搅拌20min,得到即得双氧水漂白增能剂。
实施例3
本实施例提供一种双氧水漂白增能剂,原料总重量为100千克。其中木薯淀粉28千克,醋酸乙烯酯9千克,中温α-淀粉酶0.18千克,氧化镁7.5千克,冰醋酸1.9千克,去离子水53.42千克。
该双氧水漂白增能剂由以下步骤制成:
在装有搅拌装置的反应器中加入去离子水53.42千克,木薯淀粉28千克,中温α-淀粉酶0.18千克,边搅拌边升温至90℃,保温40min后降温至30℃,加入氧化镁7.5千克,搅拌5min后滴加醋酸乙烯酯8千克,控制滴加速度2滴/秒,滴加结束后,加入冰醋酸1.9千克,搅拌20min,得到即得双氧水漂白增能剂。
将上述制备的双氧水漂白增能剂进行对比试验,实验使用浆料:都采用未漂麦草化机浆,水分12%,原浆白度为23%ISO。
实施例4
取未漂麦草化机浆绝干20g,配成20%的浓度,漂白过程中使用本发明实施例1的双氧水漂白增能剂0.5%(对绝干浆计),加双氧水3%(对绝干浆计),按常规双氧水漂白工艺,漂白时间为60分钟。
实施例5
取未漂麦草化机浆绝干20g,配成20%的浓度,漂白过程中使用本发明实施例2的双氧水漂白增能剂0.5%(对绝干浆计),加双氧水3%(对绝干浆计),按常规双氧水漂白工艺,漂白时间为60分钟。
实施例6
取未漂麦草化机浆绝干20g,配成20%的浓度,漂白过程中使用本发明实施例3的双氧水漂白增能剂0.5%(对绝干浆计),加双氧水3%(对绝干浆计),按常规双氧水漂白工艺,漂白时间为60分钟。
对比例A
取未漂麦草化机浆绝干20g,配成20%的浓度,漂白过程中不使用漂白增能剂,只加双氧水3%(对绝干浆计),按常规双氧水漂白工艺,漂白时间为60分钟。
对比例B
取未漂麦草化机浆绝干20g,配成20%的浓度,漂白过程中使用TAED活化剂0.5%(对绝干浆计),加双氧水3%(对绝干浆计),按常规双氧水漂白工艺,漂白时间为60分钟。
(一)将上述实施例4、实施例5、实施例6、对比例A和对比例B漂白所得的纸浆白度进行测定,测定操作步骤如下:
从漂好洗净的纸浆中称取相当于8g绝干浆的湿浆,加水800mL,再加入质量分数5%EDTA溶液4mL,搅匀后浸泡30分钟,用酸调pH在4.0-5.5之间,搅匀后分成4份,每份加水500mL,然后用布氏漏斗抄造定量约100g/m2的浆片,置于烘箱中,在不超过60℃的温度下烘干,烘干浆片采用瑞典L&W公司生产的型号Elrepho-070分光光度计分别检测白度,测试结果如表1所示;
(二)将上述实施例4、实施例5、实施例6、对比例A和对比例B漂白所得的纸浆漂白损失率进行测定,测定操作步骤如下:
将漂后的浆料进行称重,并测定其含水量,按下式计算。
漂白损失率%=(漂前绝干浆质量-漂后绝干浆质量)/漂前绝干浆质量×100%,测试结果如表1所示。
表1实施例4-6、对比例A和对比例B漂白实验结果
由表1可看出,单独的过氧化氢在pH=7时的漂白作用随着温度的上升而提高,但作用非常有限,加入本发明的双氧水漂白增能剂可以明显提升漂白能力,其作用也随着温度的升高而提高,在pH=7时,即使温度在20℃,也表现出突出的催化效果,温度在50℃其白度系数为74.8,对应的漂损为7.3左右,说明本发明的双氧水漂白增能剂在低温时接近中性的条件下漂白,节约能源,减少碱的用量,可提高浆的得率,减少排放。而当pH=11.5时,双氧水漂白增能剂的催化效果已不明显,这可能是碱作为过氧化氢的活化剂,其活化效果已能覆盖本发明的双氧水漂白增能剂和TAED的作用效果,但用碱量大,碱的溶出物多,浆的得率低,温度高,能耗大。
在说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种双氧水漂白增能剂,其特征在于,包括以下重量百分比原料:
淀粉28-30%,酯5-15%,酶0.1-0.5%,缓冲剂5-10%,酸0.5-3%,余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的双氧水漂白增能剂,其特征在于,所述淀粉为玉米淀粉或木薯淀粉。
3.根据权利要求1所述的双氧水漂白增能剂,其特征在于,所述酯为醋酸乙烯酯。
4.根据权利要求1所述的双氧水漂白增能剂,其特征在于,所述酶为中温α-淀粉酶。
5.根据权利要求1所述的双氧水漂白增能剂,其特征在于,所述缓冲剂为氧化镁。
6.根据权利要求1所述的双氧水漂白增能剂,其特征在于,所述酸为冰醋酸。
7.根据权利要求1所述的双氧水漂白增能剂,其特征在于,通过以下步骤制成:
按照配方比例称取各原料,在反应器中加入去离子水、淀粉、酶,边搅拌边升温至90℃,保温40min后降温至30℃,之后加入缓冲剂,搅拌后滴加酯,滴加结束后,加入酸,搅拌混合均匀,得到双氧水漂白增能剂。
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