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高性能染料用木质素分散剂的研制与应用的研究 

更新时间:2014-12-04

一.概述
二十世纪初,开始有人把亚硫酸废液固体用于纺织染色工业中。三十年代,发表了第一篇从亚硫酸废液中分离木质素磺酸盐的工艺的专利。六十年代,发表了第一个硫酸盐分散剂专利。伴随着染料工业的发展,木质素磺酸盐分散剂不断的改进和提高,特别是分散染料的迅速发展,极大地促进了染料用木质素分散剂的开发和研究工作。有资料介绍,七十年代到八十年代的十几年间是木质素技术发展硕果累累的年代,据统计,有大约100多篇美国专利发表,推荐用于染料的木质素磺酸盐分散剂多达数十个,可谓木质素发展的鼎盛时期。
时至今日,染料用木质素分散剂还是以木材的硫酸盐法制浆分离液(黑液)和酸性亚硫酸盐法制桨的分离液(红液)为原料制得的木质素分散剂性能优良。前者的产品称为“磺化碱木素分散剂”,后者产品称为“木质素磺酸盐分散剂”,总称为“木质素分散剂”。
磺化木质素分散剂是硫酸盐法制桨的碱性分离液(黑液)经过酸析沉淀过滤、磺化改性而成;木质素磺酸盐分散剂是酸性亚硫酸盐法制浆分离液(红液)经过除糖浓缩、化学改性而成。
作者在早前的文章中叙述了木质素分散剂与染料的加工和染色作用流程,它们要经过预分散、研磨、喷干(粉状染料)、染色(高温高压染色)、水洗、烘干等工序。染料对木质素分散剂有五大要求,也就是木质素分散剂的“五大性能”,即研磨性能、耐热性能、高温分散性能、对纤维沾污性能、对偶氮染料还原性能。
上述两种木质素分散剂由于制浆工艺的差别,改性工艺的不同,表现在木质素分散剂的平均分子量、磺化度、酚羟基方面的差异,使得木质素分散剂在染料上的应用性能有较大不同,在“五大性能”方面表现各异。表一给出了两种木质素分散剂的性能差异。 
                      表一


磺化碱木素 木质素磺酸盐
研磨性能
耐热性能
高温分散性能
纤维沾污性能
偶氮染料还原性能

应用实践中发现:磺化度含量高,磨效好,沾污轻,耐热差;磺化度含量低,磨效差,沾污重,耐热好;平均分子量高,耐热好,沾污轻,粘度高;平均分子量小,耐热差,沾污重,粘度低;酚羟基含量高,高温分散性好,耐热好;酚羟基含量低,高温分散性差,耐热差。
科研工作者为了使一只木质素分散剂能同时满足上述染料对木质素分散剂的“五大性能”要求,进行了不懈的努力,经过多年的研究与开发,取得了丰硕的科研成果,
例如,Stephen.Lin用双氧水氧化减少木质素分散剂的颜色45%,减轻沾污90%;Dilling.P用环氧丙烷和木质素反应,改善木质素分散剂的沾污性能;再如,Stephen.Lin用苯酚与木质素磺酸盐反应,提高耐热稳定性和高温分散性;Dilling.P用胺基化合物与木质素反应,改善木质素分散剂对偶氮染料的还原性;还如,用超滤去除分子量5000以下的小分子木质素改善磺化碱木素的耐热稳定性,用碱性脱磺酸基改善木质素磺酸盐耐热稳定性。
目前,经过不断的改进、筛选和淘汰,仅有十几只木质素分散剂得到广泛的应用,表现最好的是Meidewestveco公司的REAX-85A,能满足:“五大性能”。得到世界染料界的公认。
我国染料用木质素分散剂开始于七十年代,沈阳化工研究院剖析国外分散染料发现染料中含有大量木质素分散剂,从那时起,国家安排了“六、五”;“七、五”;“八、五”攻关计划,先后开发了分散剂M-9、分散剂M-10至M-15的多只染用木质素分散剂产品。其中多数是以酸性亚硫酸盐制桨分离液为原料的产品,M-14是硫酸盐制桨分离液为原料的产品。
现在,我国的木质素分散剂品种,磺化碱木素分散剂有友邦的ZDR-2000,国泰的S-28,双环的M-14,大可的DK-M60,鹏程的WEIDE-850等;木质素磺酸盐分散剂石岘的M-9,BF-100等。
最近,延边石岘白鹿纸业股份有限公司引进德国先进设备,开发了新的高性能染料用木质素分散剂UFA和木质素分散剂UFB。专利正在申请中。
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