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纸张增白使用发法知识

日期:2016年12月26日 11:51

摘要:

                                      纸张增白,从没这么系统学过

 

 

 

纸浆纤维总是呈黄至灰白色,即使经过漂白处理,依然不能消除这种微黄色调。


    在纸浆中加入荧光增白剂后,增白剂吸收紫外光而发出蓝色荧光。根据光学互补原理,使纸浆变为纯白色,同时使纸浆产生更亮更艳的效果。

    荧光增白剂又称光学增白剂,是一种荧光染料,又称白色染料,是一种可以吸收紫外光(波长300~400nm),并发出可见的蓝色,蓝紫色等荧光(波长400~500nm)的一类有机化合物。


    1、荧光增白剂的作用机理

   荧光增白剂分子含有发色基团,发色基团具有可发生跃迁的л电子体系,这些л电子体系最常见的有乙烯基、苯环、萘环、三嗪环、五元杂环等。单一的л电子体系一般只吸收很短波长的光,而这些л电子体系连接起来形成一个长的共轭双键体系,可吸收更长波长的光,这样的长的共轭双键体系是荧光增白剂的基本结构称为发色系统,就是这些发色系统产生可见的荧光。

   荧光增白剂被纤维吸附而固着在纸上,在光照下,增白剂既能反射可见光,还能吸收日光中不可见的紫外光,将其转变为可见光。从纸面发出不同强度和差异的荧光。当紫外光停止照射纸面,这种从纸面发射出的荧光也很快消失。

   由于荧光增白剂分子结构不同,辐射的最大荧光波长也有差别,因而荧光色调也不同。荧光波长在415~420nm区间呈紫色调,430~440nm波长的荧光呈蓝色调,440~466nm波长荧光呈绿光的蓝色。

   增白剂辐射出的微蓝色荧光,可与纸张原来微黄色调互补而成白色,使纸张增白。同时,由于辐射出强烈的可见荧光,使纸张总的可见光反射率增大,从而增加了纸的亮度,这样使白色的纸张更加洁白,使浅色纸张更加悦目、鲜艳。

   可见,荧光增白剂不仅能使纸张增白,也能增亮,故荧光增白剂的作用是光学上的增亮补色。


    2、荧光增白剂种类及结构
      
      按化学结构分类:

      (1)、二笨乙烯类

        这类增白剂包括双三嗪氨基二笨乙烯类、单三唑二笨乙烯类、双三唑二笨乙烯类、二笨乙烯苯噁唑类、二笨乙烯基苯类和二笨乙烯联苯类等;

      (2)、吡唑啉类

      (3)、香豆素类

      (4)、杂环类

      (5)、萘酰亚胺类

       造纸行业只要使用的是双三嗪氨基二笨乙烯类增白剂,称为VBL型增白剂,它具有较高的增白强度、良好的应用性能和适当的耐光牢度。其结构通式如下:

      它是一种具有共轭双键的有机化合物,这类增白剂有以下四种基团:

        a、荧光基团:二亚氨基二笨乙烯基。这是一个大共轭基团,具有可被紫外线激发的л电子。当分子吸收紫外线后,能从基态变为激发态,不稳定的激发态辐射出荧光,而后又恢复到基态;

        b、转换波长基团:如结构式中各取代基。取代基具有将辐射光转换为不同波长可见光(如紫光、蓝光的作用)。不同的增白剂具有不同的取代基,所呈现的颜色也有差别;

        c、活性基团:即三嗪基该活性基同荧光基团结合又连接转换波长基团,还能与纤维素亲合,是许多荧光增白剂不可缺少的活性部分;

        d、亲水基团:如磺酸基。其作用是增加增白剂的水溶性在水中易与分散并与纤维素有较高的亲和力。

     3、荧光增白剂在造纸上的应用


      造纸工业中使用的荧光增白剂主要是粉状和液状荧光增白剂。液体增白剂其使用方便,更受造纸企业欢迎。其加入方式可以是浆内添加,来增加纸浆及成纸的白度。

     4、影响荧光增白剂应用的主要因素

       (1)金属离子

        生产用水中的金属离子会影响荧光增白剂的增白效果,其中的Ca2+、Mg2+、Fe3+对增白作用均有不利影响,尤以Fe3+影响最大,生产中所用矾土的Fe3+含量要控制,Fe3+含量过高会使浆的色调发暗。用水硬度过高时,会降低增白剂在水中的溶解度,使增白效率降低。

       (2)、添加剂

        浆料中许多添加剂对荧光增白剂的增白效果有影响。某些助留效果较好的助留剂,对荧光增白剂效果影响较大,如聚乙烯亚胺能使增白效果显著降低。填料对荧光增白剂影响不同,TiO2能吸收紫外光,会降低荧光增白效果,大多数瓷土也能起抵消荧光的作用,降低增白效果,但CaCO3和Al(OH)3能反射紫外光,可加强增白效果。阳离子淀粉和一些湿强剂也会削弱荧光作用。

       (3)、浆料性质

        纸浆中木素含量越高,荧光增白效果越小,因为木素具有吸收紫外光的特性。所以,荧光增白剂不适于处理颜色深的未漂浆料,而只适用于漂白浆。浆料百度,增白效果就越显著。

       (4)、荧光增白剂的用量

        造纸生产中荧光增白剂的加量一般均较少。荧光增白剂加入量较少时,随用量的增加白度逐渐增加,达到一最大值后,再增加用量,白度反而会降低,故增白剂用量不宜过量。一般0.2~1.0%之间。

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