蒸煮液的物理化學(xué)特征及在制漿過程中的行為Ⅰ.離子濃度對(duì)蒸煮液的表面張力的影響

1、第11卷第2期2003年 6月纖維素科學(xué)與技術(shù)Journal of Cellulose Science and TechnologyVol.11 No.2Jun. 2003文章編號(hào). 離子濃度對(duì)蒸煮液的表面張力的影響沈青材料科學(xué)與工程學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室摘 要離子濃度變化對(duì)溶液表面張力的影響結(jié)果顯示) 0.4 mol/L液表面張力的臨界點(diǎn)硫酸鹽蒸煮液中圖分類號(hào)) 0.06 mol/L是蒸煮液的臨界離子濃度硫化度20%及pH值13.6513.70左右則是影響硫酸鹽蒸煮表面張力A制漿過程可以有不同的方法蒸煮的液體主要是無機(jī)物如NaOH堿法雖然長(zhǎng)期以來人們對(duì)制漿過程的研究往往僅關(guān)注漿的變化而忽視其中蒸煮液

2、的變化1雖然這些研究使我們對(duì)蒸煮液的一些化學(xué)性質(zhì)有考慮到對(duì)蒸煮液的了解本文了一些了解有利于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)制漿機(jī)理主要研究離子濃度對(duì)蒸煮液的表面張力的影響Na2S 和Na2CO3純度大于99%液均勻并用超聲波使溶為一系列取自連續(xù)蒸煮的不同時(shí)間的硫酸鹽黑液為了保持每次測(cè)試的準(zhǔn)確性2002-12-19基金項(xiàng)目沈 青2B01副教授材料的物理化學(xué)表征程的物理化學(xué)現(xiàn)象研究D. Sc. bo Akademi University研究方向制漿造紙技術(shù)及過32纖 維 素 科 學(xué) 與 技 術(shù)第11卷每次使用后都經(jīng)過火焰燃燒以去除粘著物為三次獨(dú)立測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值測(cè)試溫度為25每個(gè)給出的數(shù)據(jù)均2 結(jié)果與討論根據(jù)Washb

3、urn浸漬理論9面張力而浸潤速率與表面張力與粘度的比值成正比所以蒸煮液的表面張力在此時(shí)起著極為重要的作用Na2S溶液及硫酸鹽蒸煮液圖15描述了蒸煮液離子濃度關(guān)系當(dāng)OH這意味著此時(shí)OH它的作用反而是提高溶液的表面張力的NaOH溶液中OH類似的溶液的溶液中HS-1一個(gè)是表硫化度及pH與表面張力之間的溶液的表面張力但當(dāng)OH0.4 mol/L 應(yīng)該是純它的作用是表面活性劑0.06 mol/L 應(yīng)該是純的Na2S當(dāng)HS離子濃度的增大而提高L /mNmmL /mN-1-1-1c(OH) /molLc(HS) /molL-1-1圖NaOH溶液的OH-離子濃度與表面張力之間的關(guān)系圖2 Na2S溶液的HS-離子

4、濃度與表面張力之間的關(guān)系硫酸鹽蒸煮液是一種由NaOH和Na2S組成的主要的制漿溶液1EAS根據(jù)圖3硫酸鹽蒸煮液的但圖3的現(xiàn)象是有理由的現(xiàn)的極易在硫酸鹽條件下進(jìn)一步成為S2L在硫化度為圖3L迅即上升這種現(xiàn)象顯然與圖1離子與OH根據(jù)圖4可知二是說明HS-離子的變化可能如Tormund和Teder2發(fā)20%40%時(shí)最大第2期沈 青等. 離子濃度對(duì)蒸煮液的表面張力的影響L /mNm-133L /mNm-1-1EA /molLS /%圖3硫酸鹽蒸煮液的有效堿濃度與表面張力之間的關(guān)系圖4硫酸鹽蒸煮液的硫化度與表面張力之間的關(guān)系圖5說明L明顯的小比如都在1314之間尤其是當(dāng)硫酸鹽蒸煮液的pH值在13.651

5、3.70左右時(shí)似乎意味著硫酸鹽蒸煮液有一個(gè)臨界pH值由于圖5給出的硫酸鹽蒸煮液大多數(shù)為黑液L /mNm-1pH圖5硫酸鹽蒸煮液的 pH與表面張力之間的關(guān)系3 結(jié) 論通過研究不同離子濃度對(duì)蒸煮液的表面張力的影響mol/L因?yàn)橛行A濃度離子濃度為0.4為0.2 mol/LS離子濃度為0.06 mol/L相應(yīng)地分別是純NaOH和Na2S溶液的臨界濃度參考文獻(xiàn)34纖 維 素 科 學(xué) 與 技 術(shù)第11卷3 Papp J. Determination of sulphur compounds in alkaline pulping liquor with a sulphide ion-selective

6、electrodeJ. Svensk Papperstiding, 1971, 74: 310315.4 Teder A, Tormund D. The equilibrium between hydrogen sulfide and sulfide ions in kraftpulpingJ. Svensk Papperstiding, 1973, 16: 607609.5 Milanova E, Dorris G M. On the determination of residual effective alkali in black liquorsC.Proceeding 1991 TA

7、PPI Pulping Conf., Orlando, FL, USA, 1991. 289297.6 Leclerc D F, Hogikyan R M. Rapid determination of effective alkali and dead-load concentrationsin kraft liquors by attenuated total reflectance infrared spectroscopyJ. J Pulp Paper Sci, 1995, 21:231237.7 Shen Q(沈青), Rosenholm J B. Kraft Black Liquo

8、rs Properties in Relation to DelignificationJ.Nordic Pulp Paper Res J, 1998, 13(3): 4044.8 Nylund J, Sundberg K, Shen Q(沈青), et al. Determination of the surface energy and wettability ofwood resinJ. Colloids and Surfaces A. 1998, 133: 261268. Washburn E W. Phys Rev, 1921, 17:273.9 沈青. 脫木素反應(yīng)的分子動(dòng)力學(xué)研究.

9、 1. 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的分子特征及其估算J. 中國造紙學(xué)報(bào),2002(2): 2831.10 Lnnberg B, Shen Q(沈青). The effects of kraft liquor lignin on the delignificationC. Proceedingof 9th International Symposium on Wood and Pulping Chemistry. Poster presentation, Montreal,Canada, June 912, 1997, 92: 14.The Physico-Chemical Properties of Cooking Liquor and Behaviorsduring Pulping ProcessThe State Key Lab. for Chemical Fiber and Polymer Modification,The C