表1   脫墨劑常用表面活性劑的種類

類  型		結構特點	典型代表物
陰 離 子 型	羧酸鹽塑： 硫酸鹽型： 硫酸化油 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽 磺酸鹽型。  磺化琥珀酸醇鹽．   烷基磺酸鹽    烷基苯磺酸鹽 磷酸酯鹽型：	RC00M ROS03M RCH(0S03M)R2COOR3 RO(CH2CH20)nS03M     ROCOCH2CH  (S03M) COOH RS03M R-C6H4-SO3M ROP03Na2	油酸鹽 十二烷基硫酸鈉 硫酸化蓖麻油 AES     滲透劑T   石油磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉等 十二烷基苯磺酸鈉 十二烷基磷酸醇二鈉鹽CAP)
非 離 子 型	醚型： 聚氧乙烯烷基醚 聚氧乙烯烷基苯醚 聚氧乙烯聚氧丙烯醚	RO[CH2CH20]nH RC6H40[CH2CH20]nH H[CH2CH20]n-[-CH2CH(CH3]nH	JEC、AE0-9 0P一10、TX一10

  

類  型		結構特點	典型代表物
非 離 子 型	醣型： 聚氧乙烯烷基酯山梨 醇脂肪酸醣(span系列) 聚氧乙烯多元醇酯(tween系列) 烷醇酰胺	RCON(CH2CH20H)2	Span-20,60,80   Tween-20,60,80 6501
兩 性 離 子 型	氨基酸型 季鉸鹽型 羧酸內鹽 磺酸內鹽 硫酸內鹽  咪唑啉型	RNHCH2CH2COOH   RN+H(CH3)CH2C00- RN+R1R2(CH2)SO3-	BS-12
陽 離 子 型	季銨鹽型   咪唑啉型     氧化胺	[NR1R2R3R4]+X-       RC(CH3)2→O	1831、1227   季銨化硬脂酰胺咪唑啉 十二烷墓二甲基氧化胺

 

表2   脫墨用主要表面活性劑的性能

					脫墨方式
表面活性劑	洗滌力	分散力	起泡力	捕集力	洗滌法	浮選法
烷基苯磺酸鹽	良	良	優	差	良	差
硫酸烷基醇	優	優	優	差	優	良
α一烯基磺酸鹽	優	優	優	差	優	良
肥皂	差	差	差	優	差	優
聚氧乙烯烷基苯醚	優	優	優	良	優	優

 

					脫墨方式
表面活性劑	洗滌力	分散力	起泡力	捕集力	洗滌法	浮選法
聚氧乙烯烷基醚	優	優	優	良	優	優
聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物	良	良	差	良	優	差
硬脂酸聚氧乙烯酯	良	良	良	良	良	良

 

  浮選法脫墨時，油墨凝聚成大的絮凝物時，應盡可能附著于泡沫表面，漂浮在上邊。因此，起泡性好、對油墨分散效果好的表面活性劑如高碳醇聚氧乙烯醚(從E012～14、HLB9～12)。但這類非離子表面活性劑在高PH值下易降解，活性有所降低，另外對油墨及雜質的捕集絮凝能力有限。脂肪酸鹽(如油酸鈉、硬脂酸鈉等)則對于金屬離子有很好的螯合能力，并且能夠通過靜電吸引對油墨進行有效地捕集和浮選。脂肪酸聚氧乙烯酯和脂肪酸皂復配得到的脫墨劑，一般有強的浮選和絮凝能力。兩性離子和陽離子表面活性劑的乳化、分散、滲透和捕集油墨粒子的能力較陰離子表面活性劑差，所以在脫墨劑中一般很少應用。

    洗滌法脫墨劑多以非離子表面活性劑為主，要求在脫墨過程中產生的泡沫較少。常用的有AE0-9、OP-10、JFC、Tween-80以及磷酸雙酯等，都有很好的脫墨效果。亦可以在其中加入有機溶劑(如甲苯等)形成細微乳液，使油墨中的樹脂更快溶解、乳化和分散。陰離子表面活性劑在洗滌過程中有高的起泡性，將會降低洗滌效率，所以陰離子表面活性劑單獨用作脫墨劑效果并不理想，必須和非離子表面活性劑復配才能達到最佳洗滌效果。浮選法脫墨劑要求有強的發泡能力，使油墨粒子能很快地漂浮到表面。在諸多陰離子表面活性劑中，磷酸單酯型表面活性劑效果也較為突出。

廢紙脫墨是使紙纖維與油墨分離的過程。印刷油墨的主要成分是顏料、染料、油、瀝青等物質組成的混合物。這些物質與紙纖維牢固地粘結一起。把油墨從紙纖維上脫除下來是一個非自發過程，必須靠化學試劑、熱能、機械能幾方面的作用才能完成。脫墨效果的好壞，關鍵之一在于脫墨過程中所選用的脫墨劑。

    在篩選適宜表面活性劑作為脫墨劑時，首先應該對各種類型表面活性劑進行分析。陽離子表面活性劑在水溶液中通常呈弱酸性或中性，常用作殺菌劑、柔軟劑、抗靜電劑、助染劑等，但洗滌性能較差，價格也很貴。H．蓋斯勒通過一系列實驗數據的分析證明，使用陽離子表面活性劑脫效果是很差的。加入量很少就有大量氣泡，而紙的白度仍然較低，墨跡多。因此，可以排除用陽離子表面活性劑作為脫墨劑。陰離子表面活性劑有很好去除油污性能，價格也較低廉，因此可以考慮用陰離表面活性劑。非離子表面活性劑一般能夠在比陰離子表面活性劑低的濃度下就有很好的乳化分散作用，臨界膠束濃度也比較低的優點，所以，脫墨劑采用陰離子和非離子表面活性劑復配配方比較科學。

    脫墨過程中形成的體系是一種水包油型膠體分散體系。根據柯恩經驗規則，在水包油(0／W)的分散體系中，非離子表面活性劑的作用會使膠體粒子帶負電荷，與此同時，一些油墨會吸附陰離子表面活性劑，也使膠體粒子帶負電，這樣，當陰離子和非離子表面活性劑配合使用時，都使膠粒帶負電，同電相斥，可以形成較穩定的分散體系，有利于紙纖維與油墨分離而除去。否則會發生電性中和，而使膠體粒子聚集變大，又沉積在纖維上，不’易洗去。因此，脫墨劑一般選都用陰離子一非離子表面活性劑復配物。

    按照各種表面活性劑的親水親油平衡值HLB值與表面活性劑性質的關系規律，凡是HLB值為8～18或大于18范圍的表面活性劑適于做0／W型分散體系的乳化劑；HLB在3～6范圍表面活性劑適于作W／O型分散體系的乳化劑，而脫墨體系一般是0／W型分散體系。為此，應該選HLB值在8～18或大于18范圍的表面活性劑作乳化劑?？梢酝ㄟ^查化學手冊以及用基團數法和質量百分數法計算，找出種種活性劑的HLB值，從中找出更適宜的表面活性劑。脫墨劑配方中的陰離子、非離子表面活性劑的HLB值都大于8，適于在紙漿中進行脫墨。在選擇表面活性劑以及復配表面活性劑時，可間接地通過測定表面活性劑對各種油墨或顏料的潤濕角來判斷。其次應考察表面活性劑及復配物的起泡沫性。脫墨劑要求泡沫低，利于生產操作。在抄紙生產過程中不能粘毛布、粘烘缸或脫缸現象。張昌輝等采用浮選一洗滌法研究了81種表面活性劑對進口舊雜志廢紙樣的脫墨效果，得出以下有意義的結論，脫墨劑HLB值與脫墨效率的關系見表3；各種表面活性劑用于浮選一洗滌法脫墨效果見表4—7～表4。表5為各種表面活性劑對靜電復印廢紙的脫墨作用。

表3   脫墨劑HLB值與脫墨效率的關系

HLB	R①％	白度／％	殘墨量／mm2·m-2
1.8	0.2	75.5	448.0
3	0.4	76.9	400.0
5	1.5	76.6	385.0
7	1.6	77.2	370.0
9	2.2	77.5	310.0
1l	4.8	78.0	250.0
12	7.5	78.6	124.0
13	10．O	78.9	102.0
14	11．O	78.7	110．O
15	13.5	78.2	138. 0
16.7	14.0	78．O	150.0

 

①指浮選時泡沫帶出液體量占總液體的百分數。

表4   陰離子表面活性劑用于浮選一洗滌法脫墨效果

表面活性劑	R／％	白度／％	殘墨量／mm2·m-2
ABS	43.3	76.9	221.9
AS	28.0	77.0	365.8
AOS	42.0	74.5	308.8
8084	41.0	77．O	254.5
AES	40．O	77.4	211.5

 

表5  非離子表面活性劑用于浮選一洗滌法脫墨效果

表面活性劑	R／％	白度／％	殘墨量／mm2·m-2
Span一85	0.1	76.0	462. 9
Span-80	0.2	76.5	428.6
Span一60	0.3	75.8	428.6
Span-40	0.3	76.1	405.8
Span-20	0.8	76.7	408.8
Tween-85	1.3	76.4	400.0
Tween一80	8．O	76.8	168.6
Tween一60	10.0	78.0	170.0
Tween一40	10．O	77.6	184.0
Tween-20	12．0	77.9	190.6
AP0	27．O	78.3	128.0
OP一10	29．O	77.1	171.5
AE0	14．O	77.9	210.5
AE0—9	24.0	79.1	125.7
0S-15	18．O	77.3	170.8
JFC	13．O	79.5	128．0
Ninol	34．O	79.6	118.9

 

表6 陽離子表面活性劑用于浮選一洗滌法脫墨效果

表面活性劑	R／％	白度／％	殘墨量／mm2·m-2
1831	17	75.4	384.8
631	18	76.0	351.5
1227	16	76.9	294.3
BS一12	20	77.6	351.5
OB-2	25	77.0	328.6
2HT	8	75.5	397.2

 

表7    表面活性劑對靜電復印廢紙脫墨的影響

表面活性劑	加入量／％	成紙白度／％	殘墨量/個·g-2	得率／％
純廢紙	O	64.5	無數	93.8
不加表面活性劑	0	72.2	2448	81.2
ABS	0.5	73．O	700	73.5
AES	0.5	75	516	72.8
十二烷基硫酸鈉	0.5	76.2	957	70.8
8084	0.5	76.0	1412	77.3
EL一40、	0.5	77.6	678	74.8
JFC	0.5	76.1	463	79.6
OP-15	0.5	76.3	443	81.4
OP-10	0.5	76.6	381	78.6
平平加O-15	0.5	76.2	366	78.8
平平加0-20	0.5	75.8	450	180.3
Tween-80	0.5	74.3	651	76.8
Tween．60	0.5	77.4	659	79.6
油酸	0.5	76.4	176	81.4
硬脂酸：	0.5	77.6	196	78.7

 

    陰離子和非離子表面活性劑配合使用，由于協同效應，有很好的潤濕、起泡、乳化的性能，并且還具有防止油墨再被吸附的作用、很好的分散作用。

    無機鹽助劑的選擇

    脫墨劑中加入少量無機鹽是為了增加表面活性劑的活性及降低成本。由實驗及理論證明，在離子型表面活性劑的溶液中如果加入一定量的無機鹽可以降低表面張力和降低CMC。有些鹽類能使某種表面活性劑的CMC可降低到十幾分之一、Corrin和Havkins最早由實驗得出離子型表面活性劑的CMC與所加入無機鹽濃度之間的定量關系為IgCMC=A-kglogc1。，式中C1為反離子的總濃度(包括表面活性劑濃度和加入的無機鹽濃度)，A和kg是常數，由表面活性離子及反離子的性質所決定；應用膠束化作用的質量作用模型可導出此式，并表明直線斜率kg的意義是反離子在膠束上的結合度。對于表面活性離子為一價，反離子為一價，反離子為二價的情形，后者為前者的一半。例如有人曾測得C12H25S04Na和(C12H25S04)2Ca的logCMC-logcl斜率分別為0．503和0．286。以上關系適用于電解質濃度不大的情形，若電解質濃度過大時，lgCMC與logc則表現為非線性關系。

2019-05-10 17:45:04