納米粒子改性二苯乙烯型熒光增白劑
二苯乙烯型熒光增白劑的使用非常廣泛，但其光穩(wěn)定性差，熒光強(qiáng)度有待提高。為了克服這些缺點(diǎn)，復(fù)合熒光納米材料通過(guò)結(jié)合熒光染料發(fā)射熒光和納米顆粒外層基質(zhì)屏蔽外界影響的特點(diǎn)，制得穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高的熒光納米粒子。但是，無(wú)機(jī)納米SiO2粒子與有機(jī)熒光增白劑之間進(jìn)行復(fù)合必須要有一個(gè)橋梁，將兩種物質(zhì)連接起來(lái)。本文先制備了含有硅氧烷基團(tuán)的熒光增白劑，利用其水解后的羥基與SiO2表面的羥基進(jìn)行縮聚，將納米粒子與熒光增白劑結(jié)合起來(lái)，制備出一種SiO2熒光納米復(fù)合粒子。
1 二苯乙烯型熒光增白劑的合成
在三口燒瓶中加入4.6g三聚氯氰，50mL的丙酮，冰浴下攪拌10min，再配置含有4.62g DSD酸的NaOH溶液，用滴液漏斗逐漸加入到三口燒瓶中，30min內(nèi)滴完。此過(guò)程維持體系的反應(yīng)溫度為0-5℃，PH值為5-6，反應(yīng)2h后升溫至40℃。滴加1.527g的乙醇胺溶液進(jìn)行第二步縮合，此過(guò)程控制體系的PH值為7-8，反應(yīng)3h后，升溫至80℃，再加入4.428g的3-丙基三甲氧基硅烷(KH-540)進(jìn)行第三步縮合反應(yīng)，調(diào)節(jié)體系的PH值為9-10，同時(shí)裝上蒸餾裝置蒸出丙酮。反應(yīng)3h后，通過(guò)抽濾，將沉淀物用甲苯、無(wú)水乙醇、丙酮洗滌數(shù)次，除去未反應(yīng)的硅氧烷、DSD酸、乙醇胺和三聚氯氰，干燥后得到粉末狀化合物。然后稱取5g上述產(chǎn)物加入到三口燒瓶中，加入20g去離子水和20g無(wú)水乙醇，在60℃下攪拌6h,該過(guò)程用NaOH溶液控制體系的PH值為11-12，6h后升溫到80℃,蒸出乙醇。然后將燒瓶中的液體抽濾，只保留澄清液，目的是去除掉未水解的熒光增白劑。再倒入丙酮中靜置數(shù)小時(shí)后抽濾，干燥后得到水溶性好的淡黃色粉末狀化合物(I)。
2 SiO2納米粒子的制備
在三口燒瓶中加入50mL無(wú)水乙醇,1mL去離子水，1.5mL的正硅酸乙酯,1.7mL氨水，40℃下攪拌12h，用無(wú)水乙醇和超純水交替離心、洗滌數(shù)次，洗去未反應(yīng)完的正硅酸乙酯。然后將離心提純后的產(chǎn)物真空干燥，得到SiO2納米粒子(Ⅱ)。
3 納米粒子改性二苯乙烯型熒光增白劑的合成
在三口燒瓶中加入50mL無(wú)水乙醇,1mL去離子水，1.5mL的正硅酸乙酯,1.7mL氨水，40℃下攪拌2h，然后加入含有0.012g的熒光增白劑的水溶液，恒溫勻速攪拌24h。用無(wú)水乙醇和超純水交替離心、洗滌數(shù)次，洗掉殘留的染料分子。然后將離心提純后的產(chǎn)物真空干燥，得到了復(fù)合的熒光納米粒子(Ⅲ)。
4 納米粒子改性二苯乙烯型熒光增白劑的應(yīng)用
取楊木APMP(堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿)配置成10%濃度的紙漿，在抄片機(jī)上抄出定量為100g/m2的圓形紙樣，將紙樣剪成76mm×82mm的方塊片。然后配置濃度為4%的木薯淀粉，高溫糊化30min后，加入不同助劑，在涂布機(jī)上對(duì)紙張進(jìn)行涂布，放在黑暗條件下陰干。
5 紫外光老化
待紙樣風(fēng)干后，將其置于紫外老化箱中進(jìn)行紫外老化試驗(yàn)。紫外老化箱的輸出功率為5.3mW/cm2 ,溫度設(shè)定為25℃，紫外燈管的波長(zhǎng)為340nm，將紙樣平鋪在箱內(nèi)，光照38h，在這個(gè)過(guò)程中按照設(shè)定時(shí)間間隔取出紙張檢測(cè)其白度，并計(jì)算其返黃值(PC值)。
6 目標(biāo)產(chǎn)物的增白和返黃抑制效果
將不同用量的熒光納米粒子(Ⅲ)放入紫外老化箱內(nèi)老化38h進(jìn)行紫外老化實(shí)驗(yàn)。圖9中為添加0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的熒光納米粒子紙張白度隨紫外老化時(shí)間的變化。涂有熒光納米粒子(Ⅲ)的紙張白度隨著用量的增大而增加，但不像一般的熒光增白劑在用量為0.8%時(shí)白度達(dá)到峰值隨后用量增大白度反而降低。
紙張返黃的程度可用返黃值(PC值)來(lái)表示。返黃值越小，則光抑制效果越好。。
紫外老化38h后，空白樣的白度下降了16.60%，分別添加了二苯乙烯型熒光增白劑(I)和熒光納米粒子(Ⅲ)的紙張白度下降了9.75%和8.34%，涂有二苯乙烯型熒光增白劑(I)的紙樣PC值降到3.77，合成的熒光納米粒子(Ⅲ)的紙樣PC值降到2.26，分別要比空白樣低6.05和7.56。可見(jiàn)相同用量的熒光增白劑，用納米粒子改性后其對(duì)紙張的增白效果及光抑制效果更好。
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