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以对甲苯磺酸为催化剂,三硬脂酸甘油酯(牛油)、二乙烯三胺(DETA)、硫酸二甲酯为主要原料,经酰胺化反应和季胺化反应合成了一系列不同阳离子度的阳离子双酰胺表面活性剂。并通过红外光谱(FT-IR)对其结构进行了检测,研究了催化剂种类、用量、反应温度、反应时间、n(三硬脂酸甘油酯):n(DETA)对酰胺化反应和季胺化反应的影响。将此表面活性剂与非离子表面活性剂AEO-9、TX-10以不同比例复配,得到一种新型阳离子双酰胺类脱墨剂,再将该脱墨剂应用于废纸脱墨过程,研究了硅酸钠用量、过氧化氢用量、氢氧化钠用量、碎浆温度、碎浆浓度、碎浆时间对废纸脱墨效果的影响,确定了废纸脱墨的最佳工艺条件;重点讨论了该脱墨剂组成对脱墨效果的影响,分析了脱墨机理,考察了该脱墨剂在弱碱性(pH=8.5)条件下加入无机盐时的脱墨效果及影响因素,并对脱墨浆进行扫描电镜(SEM)分析和性能检测。实验表明:
(1)阳离子双酰胺表面活性剂的反应优化工艺条件为:酰胺化反应温度140℃,反应时间2h,n(三硬脂酸甘油酯):n(DETA)=2:3.2,催化剂(对甲苯磺酸)用量为1.5%;季铵化反应温度95℃,反应时间30min,n(DETA):n(硫酸二甲酯)=1:1.05。
(2)将AEO-9,TX-10和双酰胺季胺盐阳离子表面活性剂按照1:1:2复配后,得到的长链双烷基酰胺阳离子脱墨剂,该脱墨剂对纸纤维具有良好的渗透性,与油墨粒子具有较强的相容性,使其从纤维表面脱离,并且能将洗脱的油墨粒子富集于脱墨液表面。
(3)该脱墨剂在弱碱性(pH=8.5)条件下,加入少量的无机盐,均能不同程度的提高脱墨效果,尤其以尿素在用量为1.0%时的效果最好。
(4)该脱墨剂乳液具有优良的热稳定性、静态稳定性和水分散性能,适合于运输、储藏和工业应用的要求。
(5)对脱墨浆性能检测及分析表明:在脱墨剂用量为0.3%,尿素用量为1.0%,弱碱性条件下进行脱墨实验,脱墨浆白度提高14%ISO以上,尘埃度下降180 mm<2>/m<-2>以上,物理性能能够得到较好的保持。
(6)单硬脂酸三乙醇胺脂的最佳合成工艺条件为:酯交换反应温度130℃,反应时间4 h,n(三硬脂酸甘油酯):(三乙醇胺)=1:1.5,催化剂(对甲苯磺酸)的用量为1.5%,皂化反应温度85℃,反应时间40min,n(三硬脂酸甘油酯):n(氢氧化钠)=1:1.1.
(7)将单硬脂酸三乙醇胺脂、TX-10、硬脂酸钠按照2:1:2复配后得到的固体复合脱墨剂具有理想的脱墨效果。
(8)此固体脱墨剂在硬水介质中能够显著降低Ca<2+>、Mg<2+>的的干扰,和常见的皂类脱墨剂相比,仍具有良好的乳化、起泡、分散、渗透和捕集油墨粒子的作用。