摘 要：采用太古油(TRO)、聚氧乙烯蓖麻油(PCO)、聚醚多元醇(PP)3種表面活性劑對竹溶解漿原料進行處理，以改善竹溶解漿的反應性能;考察了不同表面活性劑及其用量對竹溶解漿Fock反應性能及黏膠過濾性能的影響，得到竹溶解漿反應性能改善效果最佳的表面活性劑及其優(yōu)化用量，并研究了Fock反應性能與黏膠過濾性能的關系;分析及比較了上述3種表面活性劑在最優(yōu)條件下對竹溶解漿的孔隙結構及比表面積、堿液的表面張力、黏膠流變行為的影響，揭示了表面活性劑改善竹溶解漿反應性能的機理。結果表明，TRO對竹溶解漿反應性能的改善效果最優(yōu)，最佳用量為1.5%，此時，F(xiàn)ock反應性能及黏膠過濾值分別為81.7%和96.9 s，且當Fock反應性能超過77%時，所得的黏膠均能夠達到過濾要求;TRO對竹溶解漿比表面積及孔隙結構的改善效果最好，并顯著降低堿液的表面張力和提高黏膠的表觀黏度，這與竹溶解漿反應性能的改善一致。

　　關鍵詞：表面活性劑;竹溶解漿;反應性能;黏膠過濾性能;表面張力

　　《湖北造紙》本刊刊載的主要內容為：學術論文、科研報告、工作總結、技術革新、成果推廣、產品開發(fā)、污染治理、企業(yè)管理、經(jīng)驗交流、各地動態(tài)、行業(yè)規(guī)則、人才培養(yǎng)、黨和政府領導同志對發(fā)展造紙工業(yè)的指示，優(yōu)秀科技工作者的先進事跡等等。

　　溶解漿制備黏膠的過程是一個復雜的反應體系，存在2個或3個相互接觸、反應的界面：如在溶解漿浸漬過程中，NaOH與纖維素發(fā)生的物理化學變化是在液固兩相界面間進行;黃酸酯的制備過程中，堿纖維素、堿液及二硫化碳發(fā)生的黃化反應是在氣固液三相體系中進行;溶劑與纖維素黃酸酯發(fā)生的溶解過程是在液固兩相界面處進行。

　　將溶解漿纖維素完全轉化為可溶的纖維素黃酸酯是黏膠制備過程的關鍵技術，為了提高經(jīng)濟效益，應盡可能地減少未完全反應的纖維素殘余物，盡量提高溶解漿的反應性能。表面活性劑是一種能夠有效改變界面性質的物質，能夠吸附于液體或固體表面，使界面性質和能量發(fā)生改變[1-2]。Duggirala[3]研究表明，進行針葉木或闊葉木的硫酸鹽法制漿前，向蒸煮液中添加0.5%～1.0%的表面活性劑，獲得的漿料更加均勻，結節(jié)大量減少，漿料得率高，且NaOH消耗量減少。Ghafarzade等[4]報道了將表面活性劑作為蒸煮助劑可以大大減小蒸煮液的表面張力，強化了木片表面的潤濕作用。類似的表面活性劑所產生的蒸煮效果也出現(xiàn)在其他研究中[5-7]。可見，表面活性劑的界面性質改變作用具有良好的應用效果。

　　目前，關于表面活性劑用于改善溶解漿反應性能的報道甚少。因此，本研究選用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑進行實驗，通過表面活性劑的潤濕作用分散纖維，同時改變黏膠制備過程中界面的表面張力和自由能，以達到改善竹溶解漿反應性能的目的。

　　1 實 驗

　　1.1 材料與試劑

　　商品天竹溶解漿板由四川天竹竹資源開發(fā)有限公司提供，竹溶解漿性能：α-纖維素質量分數(shù)94.4%，聚合度643，F(xiàn)ock反應性能69.5%。太古油(Turkey red oil，TRO，陰離子型)、聚氧乙烯蓖麻油(polyoxyethylenated castor oil，PCO，非離子型)、聚醚多元醇(Polyether polyol，PP，非離子型)，購于阿拉丁試劑(上海)有限公司;氫氧化鈉、二硫化碳試劑均為分析純，采購于國藥集團的化學試劑有限公司;蒸餾水(去離子水)，實驗室自制。

　　1.2 表面活性劑處理

　　將竹溶解漿板撕碎成漿塊后置于蒸餾水中浸泡4 h 左右，然后放入濕漿解離器中進行解離處理，直至漿塊或纖維束完全分散為纖維狀。取相當于絕干漿25 g的疏解后纖維懸浮液并轉移至燒杯中，利用恒溫水浴鍋控溫25℃。在1%漿濃條件下，采用電動攪拌器進行攪拌，當纖維完全分散時，加入表面活性劑并充分攪拌30 min，然后用布氏漏斗過濾，達到漿水分離的目的，得到濾餅。將濾餅在室溫下風干后，置于密封袋中平衡水分備用。表面活性劑用量(相對于絕干漿量)見表1。

　　1.3 測試與分析

　　分別參照文獻[8]及國家紡織行業(yè)標準(FZ/T50010.13—2011)的反應性能測試方法測定竹溶解漿的Fock反應性能及黏膠過濾性能。

　　利用容量式氣體吸附儀(Belsorp-Max，日本拜爾有限公司)，采用Brunauer-Emmett-Teller(BET)低溫氮吸附-解吸等溫線分析法測定竹溶解漿的比表面積、平均孔徑、總孔隙量。測試前，樣品在100℃下真空干燥4 h。測定過程均在P/P0<0.35的相對壓力下完成單層氮原子的覆蓋。

　　參照國家標準[9]，采用鉑金環(huán)法，利用全自動表面張力儀(QBZY-1，上海方瑞儀器有限公司)測定液體的表面張力。

　　按照國家紡織行業(yè)標準(FZ/T50010.13—2011)的反應性能測試方法中的步驟獲得黏膠液后，通過離心操作分離不溶物和清液，并取出清液進行分析。利用旋轉流變儀(Haake ARSⅢ，德國熱能公司)測定黏膠液的表觀黏度隨溶液剪切速率的變化趨勢，并進行黏膠液黏度的比較。測定溫度30℃，剪切速率10～100 s-1，平行板間距離0.2 mm。

　　2 結果與討論

　　2.1 表面活性劑對竹溶解漿反應性能的影響

　　2.1.1 表面活性劑對Fock反應性能的影響

　　考察了不同表面活性劑及其用量對竹溶解漿Fock反應性能的影響，結果見圖1。由圖1可知，未加表面活性劑時，竹溶解漿的Fock反應性能較低，僅為69.5%;當加入1.5%的TRO時，竹溶解漿的Fock反應性能明顯提高，達81.7%;繼續(xù)增加TRO用量，溶解漿Fock反應性能不再進一步提高。另外，當分別加入1.5%和2.0%的PCO及PP時，竹溶解漿的Fock反應性能顯著提高，分別達80.1%和79.4%;同樣地，繼續(xù)增加PCO及PP用量，竹溶解漿Fock反應性能不再進一步提高。由此可知，添加表面活性劑有利于竹溶解漿Fock反應性能的提高，且在表面活性劑用量相同的情況下，TRO對竹溶解漿Fock反應性能提高效果最佳。綜上所述，表面活性劑可優(yōu)先選擇TRO，且其最佳用量為1.5%。