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近年来,废纸的回用受到越来越多的重视。在废纸回用过程中,一些可溶性的和胶体的物质(Dissolved and Colloidal Substances,简称DCS),又称为阴离子杂质如果胶酸、木素类物质、皂化的树脂酸和脂肪酸等会从废纸释放到浆水体系中,与阳离子助剂作用从而严重影响造纸的湿部化学。
本文以美国8#废纸为研究对象,首先对其回用过程中产生的阴离子杂质进行了表征和成分分析;其次研究了废新闻纸碱性H<,2>O<,2>漂白对阴离子杂质的产生所具有的影响;同时,通过研究阴离子杂质稳定性及其模型物对废新闻纸浆滤水性的影响,探讨了每种阴离子杂质对湿部化学的影响程度和危害性。最后研究了果胶酶处理对阴离子杂质产生的影响。
废新闻纸碱性H<,2>O<,2>漂白中产生的阴离子DCS中,DS部分占其含量的92﹪左右,灰分含量为63﹪。DCS的阳电荷需要量主要是由溶解性物质贡献,而其浊度主要是由胶体物质贡献。DCS中的木素主要以溶解性木素存在。阴离子杂质中脂肪酸的含量较高,其碳水化合物主要为木糖,其次为半乳糖醛酸。
随NaOH用量、Na<,2>SiO<,3>用量和温度以及白度的增加,释放出的阴离子杂质量增加,表现为CD值、电导率和固含量的增加。H<,2>O<,2>对阴离子杂质的影响要小于NaOH。只有在高NaOH用量下,随H<,2>O<,2>用量的增加,释放出的阴离子杂质量才会增加。各种漂白因素导致阴离子杂质释放增多,主要是由于醛酸类物质和氧化木素的溶出。
阳离子聚合物的加入能够使得DCS失稳。高分子质量低电荷密度的CPAM和阳离子淀粉通过桥联机理使DCS失稳,而低分子质量高电荷密度的PEI通过电荷补丁或电荷中和机理使DCS失稳。在酸性条件下加入阳离子聚合物更容易导致DCS失稳。低pH值下使得阴离子杂质阳电荷需要量下降为零时的阳离子助剂用量较少。单一的阴离子杂质对DCS稳定性具有一定的影响。当加入阳离子聚合物时,DCS+模型物体系的残余浊度均高于单独DCS体系的浊度。
DCS的加入能够减弱废新闻纸浆的滤水性能。加入果胶、木素、松香酸和树脂酸,引起浆料滤水速率下降。
利用果胶酶处理脱墨浆或者DCS水,可以显著降低其阳电荷需要量,并且脱墨浆的滤水性能得到改善。通过研究酶处理对DCS稳定性的影响发现,DCS中聚半乳糖醛酸的存在会影响阳离子助剂对DCS的絮聚作用。