造纸使用荧光增白剂的危害

第32卷第14期 2011年7月

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造纸使用荧光增白剂的危害

⊙ 刘军钛（深圳市三力星实业有限公司，广东深圳 518034）

Impact of use of fluorescent whitening agents

⊙ LIU Jun-tai (Shenzhen Sanlixing Industry Co. Ltd., Shenzhen 518034, China )

刘军钛，博士；长期

从事助留剂的研发和应用工作。

摘

要：荧光增白剂广泛用于纸张增白。由于

它的化学结构和高负电性，使用荧光增白剂不仅会造成生活污染，而且会显著增加纸浆的负电性，干扰其它阳离子助剂，尤其是助留剂的正常使用。关键词：荧光增白剂；纸浆电性；助留剂

Abstract: Fluorescent whitening agents (FWAs) have been widely used in the paper industry for improving pa-per whiteness. Due to their chemical structure and high anionicity, FWAs applied in papermaking can not only pose a threat to the environment, but also result in a sig-nificant increase in negative charge of the stock, which can interfere with the use of other cationic additives, in particular the normal use of retention chemicals.Key words: FWA; stock charge; retention chemicals

中图分类号:TS727+

.2; TS745文献标志码:B 文章编号:

1007-9211(2011)14-0056-03

荧

光增白剂（F WA）广泛用于纸张增白，它可以利用补色的原理，提高纸品的光学白度，改善纸品的色相，让视感更加悦目。

造纸广泛使用的荧光增白剂是双三嗪氨基二苯乙烯衍生物，有两磺酸、四磺酸和六磺酸三种类型。二磺酸增白剂的抗绿变性较差，对使用环境敏感，所以通常用于纸机湿部；六磺酸增白剂与纤维的亲和性最差，仅用于纸张表面处理（表面施胶或颜料涂布）；四磺酸增白剂性能居中，可以在湿部或表面处理中应用[1]。

近年来，高白纸张流行。生产高白纸不仅要在纸浆中添

加大量的荧光增白剂，而且还要在表面施胶中使用高磺酸型的增白剂，吨纸用量少则几公斤，多则十几公斤。

改革开放之后，瑞士汽巴公司和科莱恩公司在国内大力推广液体增白剂，推动了纸张增白技术的发展，是国内主要的造纸增白剂供应商。

1

荧光增白剂的危害

1.1

对环境的危害

如图1所示，双三嗪氨基二苯乙烯类增白剂是一种结构

中既有苯基又有磺酸基的有机化合物。

关于这类增白剂是否会污染环境，是否有致癌作用，业界还存在争议。但无论如何，在抄纸过程中大量添加这类化学品始终不是一件好事。虽然国家并无严格限制，但是在食品包装纸及生活用纸中禁用荧光增白剂已成为社会共识，许多国家和地区的检测机构将荧光性物质列为这些纸种的检测项目[2]。

对于文化用纸来说，就算纸张不和人体直接接触，但是在纸张的使用、流通和丢弃过程中，增白剂仍然会对环境形成危害。1.2

对抄纸的危害

生产实践Production

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Jul., 2011 Vol.32, No.14 China Pulp & Paper Industry

以下用实验结果说明荧光增白剂对助留剂的影响。同样取纸浆，首先加入荧光增白剂，然后再加入助留剂，采用Müt e k T M DF R-04全自动保留滤水测量仪（图3）测定纸浆的滤水及保留率[3]，以观察不同荧光增白剂产品对助留剂功能的影响。助留系统为高聚物200g/t，有机微粒300g/t，膨润土1kg/t。结果见图4、图5。

实验结果表明，无论是助留剂的助留效果还是助滤效果，均受到荧光增白剂的影响。荧光增白剂用量较低时（＜3k g/t），磺酸基愈多，影响愈大；荧光增白剂用量大于3k g/t

因为纸浆纤维呈负电性，所以阳性化一直是抄纸助剂的发展趋势。良好的湿部化学要求上网纸浆具有接近于零的电性，但是大量使用荧光增白剂会大幅增加纸浆的阳离子需求量，强烈干扰其它阳离子助剂，特别是助留剂的作用，导致这些助剂的效果变差或用量上升。

表1列出了两大跨国公司汽巴（T i n o p a l）和科莱恩（Leucophor）的主要荧光增白剂产品，以及它们的电性测定结果。由此可见，按有效浓度计，磺酸基愈多，荧光增白剂的负电性愈强。

取纸浆，加入荧光增白剂，然后测定纸浆负电性的变化，结果见图2。

从图2可见，在纸浆中加入荧光增白剂，纸浆的负电性显著上升。磺酸基愈多，影响愈大，其中以六磺酸的L eucophor SAC的影响最为明显。

表1 荧光增白剂的负电性

Tinopal UP

Tinopal ABP Tinopal SPP Leucophor AP Leucophor NS Leucophor SAC

二磺酸四磺酸六磺酸二磺酸四磺酸六磺酸

25.324.514.426.819.412.5

-0.548-0.770-0.700-0.579-1.255-1.273

- 2.2 - 3.1 - 4.9 - 2.2 - 6.5-10.2

图1 双三嗪氨基二苯乙烯类增白剂的结构通式

H N N N

N

R

H N

H N

N

N N

R

H

N

O =O=S-OH

-O =

O=S-OH -O =

O=S-OH -

O

=H O -S =O -O

=H O -S =O

-O

=H O -S =O

-图2 荧光增白剂对纸浆电性的影响

图4 荧光增白剂对助滤效果的影响

0369用量 kg/t

Tinopal UP Tinopal ABP Tinopal SPP Leucophor AP Leucophor SAC

图5 荧光增白剂对助留效果的影响

图3 Mütek TM DFR-04全自动保留滤水测量仪

Production 生产实践