高纯度烷基磷酸单酯的合成及脱墨应用研究

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1、青岛科技大学硕士学位论文高纯度烷基磷酸单酯的合成及脱墨应用研究姓名：王晟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：叶庆国20070606青岛科技大学研究生学位论文高纯度烷基磷酸单酯的合成及脱墨应用研究摘要废纸回收是造纸工业实施可持续发展的有效途径，体现了循环经济的原则。经济可持续发展和工业清洁生产要求废纸回收的主要过程一废纸脱墨及相应的脱墨荆向低耗、高效、环境友好型的方向发展，传统的脱墨技术和脱墨剂已不能满足要求。烷基磷酸单酯由于具有优良的分散性能和生物降解性，而其碱金属盐又具有较好的泡沫性能，因此

2、是一种可应用于洗涤一浮选脱墨工艺的高效、环境友好型脱墨表面活性剂。烷基磷酸酯传统合成工艺制备的单酯含量一般在60～90％，残余磷酸含量在4～10％，不仅影响了烷基磷酸单酯的脱墨效果，而且残余磷酸也不利于脱墨工艺的环境友好化，阻碍了烷基磷酸单酯在脱墨领域的研究应用。因此研究开发具有低含量残余磷酸、低含量醇、无污染副产物特点的高纯度烷基磷酸单酯脱墨剂的合成工艺不仅具有广阔的发展前景和现实的应用价值，而且具有学术意义。本文以合成高纯度的烷基磷酸单酯和其在废纸脱墨的应用研究为目标，首先采用正交实验和单因素实

3、验优化传统烷基磷酸酯的合成工艺一五氧化二磷法，在较适宜条件下产物中烷基磷酸单酯的含量为50．3％，通过对五氧化二磷法合成烷基磷酸酯的反应机理的研究，从理论上推导反应的宏观动力学模型，并通过实验验证了反应过程为二级反应动力学模型，反应速率方程为：A^r，·豢=864(rain4)exp[-4．28x104(J·mol。1)／(Rr)}AcBUJ在较适宜条件下通过改变投料方式、反应前加入水、副产物水解、双溶剂萃取等措施进行工艺改进，最终使产品中烷基磷酸单酯的含量提高到96．7％，残余磷酸含量为0．4％。

4、从原理上分析目前聚磷酸法难于合成高纯度烷基磷酸单酯的原因，合成了新的磷酸化试剂一高聚合度环状聚磷酸，开发了具有低含量残余磷酸、无污染副产物特点的高纯度烷基磷酸单酯产品的合成新工艺。并采用均匀设计法优化其工艺条件。在最优工艺条件下，产物中烷基磷酸单酯的含量达到98．8％，残余磷酸含量低于1．O％。高纯度烷基磷酸单酯的合成及脱墨应用研究研究了烷基磷酸酯表面活性剂的表面物化性能与产品中单酯含量的关系。对于该类表面活性剂，烷基磷酸单酯降低表面张力的能力大于烷基磷酸双酯，即产品中单酯含量越高，表面张力越低。烷

5、基磷酸单酯水溶性、渗透性、分散性、润湿性也均优于烷基磷酸双酯。在碱性条件下生成的烷基磷酸单酯盐具有较好的起泡性和泡沫稳定性。以脱墨浆的自度为评价指标，研究了高纯度烷基磷酸单酯在洗涤一浮选脱墨工艺中的应用效果和影响规律。实验结果表明，脱墨剂一烷基磷酸单酯最佳脱墨条件为：碎浆时间30min，浸渍时间40min，脱墨温度60℃，脱墨时间2h，过氧化氢用量10mL(试剂用量都以相对1509绝千报纸为基准)，EDTA用量1．59，氢氧化钠用量4．59，硅酸钠用量159，脱墨剂一烷基磷酸单酯用量20mL。在洗涤

6、一浮选脱墨工艺最优条件下，烷基磷酸单酯的脱墨效果好于市售和国内其它研发的脱墨剂，旧报纸纸浆经脱墨后白度由原来的26．34％提高到58．94％。通过显微镜对纸浆脱墨前后纤维形态变化的观察，迸一步讨论了脱墨枫理和脱墨效果。比较脱墨前后纸浆成纸的物理性能，结果显示烷基磷酸单酯脱墨剂在有效脱墨的同时对纸张纤维的破坏较小。关键词：五氧化二磷：环状聚磷酸；烷基磷酸单酯；表面物化性能；脱墨Ⅱ青岛科技大学研究生学位论文studyonSynthesisofHigh-PurityMonoalkylPhosphatean

7、ditsApplicationOnDeinkingABSTRACTWaslepap口recyclingas柚effectivewayforsustainablepaperindustrydevelopmentembodysthe研ncipleofcycleeconomy,Cleanproductionandsustainabledevelopmentalsorequirewastepaperdeinkingprocessandcorrespondingagentsbelowenergy-consum

8、ing,efficientandenvironment-frieodly罄amainprocessofwastepaperrecycling．Traditionaldeinkingtechnologyandagentscallnotmeettheserequirments．AI时lphosphateisawidelyusedsurfactantwithgoodperformancesuchasexcellentdispersancy,biodegradationand