第五章纸浆的漂白 The Bleaching of Pulp
第五章 纸浆的漂白 The Bleaching of Pulp
主要内容 第一节概述 Introduction 第二节化学浆的次氯酸盐漂自 第三节化学浆的多段漂白 第四节漂自技术的新发展
主要内容: ❖ 第一节 概述 Introduction ❖ 第二节 化学浆的次氯酸盐漂白 ❖ 第三节 化学浆的多段漂白 ❖ 第四节 漂白技术的新发展
第一节概述 Introduction 有机物颜色的来源 木素是纤维原料中颜色的主要来源,也是 纸浆中发生颜色的重要来源 “漂白”的理论根据及方法 浆的白度 K一M方程( kubelka--Munk方程) 漂白常用术语
第一节 概述 Introduction ❖ 有机物颜色的来源 ❖ 木素是纤维原料中颜色的主要来源，也是 纸浆中发生颜色的重要来源 ❖ “漂白”的理论根据及方法 ❖ 浆的白度 ❖ K—M方程（kubelka—Munk方程） ❖ 漂白常用术语
有机物颜色的来源 光是电磁波,最短的宇宙射线波长只有104~10-15米 最长的交流电,波长可达数千公里。电磁波长范围在 380nm~780nm才能引起人的视觉,称为可见光谱。 太阳光的可见光是白光,它由七种波长的单色光组成: 红橙黄绿青 紫 冷波长(nm)700620580510470450420 物体将所有七色全部反射,即是白色,全部吸收,即是 色。吸收一部分,反射另一部分,其反射光谱的组合, 为物体的颜色
一 .有机物颜色的来源 ❖ 光是电磁波，最短的宇宙射线波长只有10-4~10-15米， 最长的交流电，波长可达数千公里。电磁波长范围在 380nm~780nm才能引起人的视觉，称为可见光谱。 ❖ 太阳光的可见光是白光，它由七种波长的单色光组成： ❖ 红 橙 黄 绿 青 兰 紫 ❖ 波长（nm） 700 620 580 510 470 450 420 ❖ 物体将所有七色全部反射，即是白色，全部吸收，即是 黑色。吸收一部分，反射另一部分，其反射光谱的组合， 即为物体的颜色
今有机中能吸收可类谱的基团,称为发色基团, >C=0(羰基),>C=CN=N<,醌,二芳 苯,芪等。由于π电子所需要的激发能较小,故可 能吸收波长较长的可见光光谱。一个发色团只有 个特有的光带,若两个发色团共轭,则原来吸收带 消失,产生新的吸收带,新的吸收带一般具有较长 的波长,吸收带强度增加。 有助于发色和颜色是改变的基团,称为助色基团: 如:-OH、-OR(醚)-NH2、-C00H等。 发色基团和助色基团构成发色体系
❖ 有机物中能吸收可见光谱的基团，称为发色基团， 发色基团实际上为只有π电子的官能团。如： >C=0(羰基)，>C=CN=N< , 醌, 二芳 苯，芪等。由于π电子所需要的激发能较小，故可 能吸收波长较长的可见光光谱。一个发色团只有一 个特有的光带，若两个发色团共轭，则原来吸收带 消失，产生新的吸收带，新的吸收带一般具有较长 的波长，吸收带强度增加。 ❖ 有助于发色和颜色是改变的基团，称为助色基团： 如：--OH 、--OR（醚）--NH2、--COOH等。 ❖ 发色基团和助色基团构成发色体系
二,木素是纤维原料中颜色的主要来源,也是 纸浆中发生颜色的重要来源 原料主要成分:纤维素和半纤维素、木素。前两 种按其结构,由于不存在发色基团,故是白色的 木素大分子由愈创木基组成,愈创木基属于苯环 共轭道简单电子光谱,特征吸收最大值在280nm 和210nm附近,在可见光区没有吸收。但有些愈 创木基在侧链上有>C==CC==O发色基团, 并与苯环共轭,加上有助色基团,在可见光区产 生吸收
二.木素是纤维原料中颜色的主要来源，也是 纸浆中发生颜色的重要来源 ❖ 原料主要成分：纤维素和半纤维素、木素。前两 种按其结构，由于不存在发色基团，故是白色的。 ❖ 木素大分子由愈创木基组成，愈创木基属于苯环 共轭道简单电子光谱，特征吸收最大值在280nm 和210nm附近，在可见光区没有吸收。但有些愈 创木基在侧链上有>C==CC==O发色基团， 并与苯环共轭，加上有助色基团，在可见光区产 生吸收
令经过蒸煮后的木素,由于蒸煮过程中的化学变化和 木素的降解,除去了一些发色基团,但又产生了 些新的发色基,形成了新的发色系统。例如:在碱 性、酸性(可能还有中性)介质中的缩合反应,得 二芳基苯;由于甲氧基的脱掉得邻苯二酚,进一步 氧化成邻苯二醌,或与重金属离子形成深色的复合 物;蒸煮过程中(碱性和酸性)可能形成芪(反二 苯代乙烯)的结构。因此木素的是纸浆中产生颜色 的主要部分
❖ 经过蒸煮后的木素，由于蒸煮过程中的化学变化和 木素的降解，除去了一些发色基团，但又产生了一 些新的发色基，形成了新的发色系统。例如：在碱 性、酸性（可能还有中性）介质中的缩合反应，得 二芳基苯；由于甲氧基的脱掉得邻苯二酚，进一步 氧化成邻苯二醌，或与重金属离子形成深色的复合 物；蒸煮过程中（碱性和酸性）可能形成芪（反二 苯代乙烯）的结构。因此木素的是纸浆中产生颜色 的主要部分
令另外,经过蒸煮,纤维素和半纤维素上的氧化产物 (某些醛基、酮基),也形成新的发色基团 令树脂之类的有机抽提物和单宁也有着色反应,但此 种物质是在浆中很少(已大部分溶出)。对KP光吸 收作用,木素95%、纤维素2~5%。抽提物1%以下。 令总的来说,经过蒸煮后的纸浆颜色比原料加深,硫 酸盐法浆比亚硫酸盐法浆的颜色深,白度:原料 40~50%,SP35~40%,KP20~25%
❖ 另外，经过蒸煮，纤维素和半纤维素上的氧化产物 （某些醛基、酮基），也形成新的发色基团。 ❖ 树脂之类的有机抽提物和单宁也有着色反应，但此 种物质是在浆中很少（已大部分溶出）。对KP光吸 收作用，木素95%、纤维素2~5%。抽提物1%以下。 ❖ 总的来说，经过蒸煮后的纸浆颜色比原料加深，硫 酸盐法浆比亚硫酸盐法浆的颜色深，白度：原料 40~50%，SP 35~40%，KP 20~25%
“漂白”的理论根据及方法 综上所述,以理论上说,有色物质的脱色或 者说是“漂白”,可通过阻止单个发色团间 的共轭,消除或改变发色团的化学结构,消 除助色团或防止助色团和发色基团之间的联 合等途径来实现
三．“漂白”的理论根据及方法 ❖ 综上所述，以理论上说，有色物质的脱色或 者说是“漂白”，可通过阻止单个发色团间 的共轭，消除或改变发色团的化学结构，消 除助色团或防止助色团和发色基团之间的联 合等途径来实现
漂自的方法有两大类: 一是以氧化性漂剂氧化及破坏木素及有色物质的结 构,使其溶解达到提高纸浆的纯度,同时提髙纸浆 的白度的目的。常用的氧化性漂剂有C2、OC C|O2、O2、O3等 3二是以漂白剂使发色物质上发色团改变结构,令其 脱色,多用于磨木浆、半化学浆和高得率浆的漂白, 常用的漂剂有过氧化物及还原性漂剂,如Na2SO3、 Na2S2O4、ZnS2O4等
❖ 漂白的方法有两大类： 一是以氧化性漂剂氧化及破坏木素及有色物质的结 构，使其溶解达到提高纸浆的纯度，同时提高纸浆 的白度的目的。常用的氧化性漂剂有Cl2、OCl-、 ClO2、O2、O3等。 二是以漂白剂使发色物质上发色团改变结构，令其 脱色，多用于磨木浆、半化学浆和高得率浆的漂白， 常用的漂剂有过氧化物及还原性漂剂，如Na2SO3、 Na2S2O4、ZnS2O4等