羧甲基維素(CMC)被譽(yù)為“工業(yè)味精”在石油 鉆井和采礦工程、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、橡 膠工業(yè)和陶瓷工業(yè)中，有著極其廣泛的用途[1]。長(zhǎng) 期以來(lái)，羧甲基纖維素都是用棉花生產(chǎn)制成的，原料價(jià)格較高，使得CMC產(chǎn)品成本偏高。因此，利用一 些廉價(jià)原料，如植物秸稈、玉米皮、蔗渣、豆渣作為原料制備羧甲基纖維素的技術(shù)是近年來(lái)的研宄熱點(diǎn)。 本文擬選擇廢紙為原料制備羧甲基纖維素，既能降低產(chǎn)品成本，又能使廢紙廢得到二次利用。

　　

　　1實(shí)驗(yàn)部分 1.1原料與儀器清雜后的廢紙;氯乙酸、氫氧化鈉、雙氧水、乙醇 均為化學(xué)純。

　　

　　HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋。

　　

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法1.2.1原料的精制將清雜的廢紙粉碎后，按1:3(質(zhì)量比）的比例加入3%NaOH水溶液打漿，在80 ?90*時(shí)蒸煮2!3,洗滌過(guò)濾后，加入過(guò)氧化氫 溶液進(jìn)行漂白，過(guò)濾即得到反應(yīng)原料。

　　

　　1.2.2羧甲基纖維素的制備在帶有攪拌裝置的 二口瓶中，加入10.( g精制的原料，加入120mL的 85 %乙醇水溶液，混合均勻后加入9.0g氫氧化鈉， 在35*下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)90min，制得堿性纖維素。 加入含12g氯乙酸的乙醇水溶液50mL，升溫至70 *反應(yīng)30m5，滴加定量的氫氧化鈉-乙醇的堿性催 化劑溶液，在75*攪拌反應(yīng)150min。用酸中和，用 75%乙醇洗滌2次，再用95%的乙醇洗滌1次，過(guò) 濾，干燥得到CMC產(chǎn)品。

　　

　　1.3產(chǎn)品分析按照文獻(xiàn)[2 3 ]測(cè)定產(chǎn)品的有效成分、粘度、取 代度、氯化物含量、pH值、水分等。

　　

　　2結(jié)果和討論2.1雙氧水濃度對(duì)漂白效果的影響廢紙漿顏色較深，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。采用雙氧 水來(lái)漂白紙漿，采用不同濃度的雙氧水（1 %、2 %、 3%、4% )進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)雙氧水濃度越高，漂白效 果越好，但3%和4%濃度的雙氧水處理效果差別甚 微，考慮到成本，采用3 %濃度的雙氧水進(jìn)行漂白。 如果向漂白液中加入少量的氫氧化鈉，可提高漂白 速度，縮短漂白時(shí)間。這可能是因?yàn)殡p氧水在堿性 條件下分解速度快，堿的存在還可以中和氧化產(chǎn)生 的酸性物質(zhì)，從而加速脫色反應(yīng)的進(jìn)行。

　　

　　2.2分散劑組成對(duì)粘度的影響固定其他反應(yīng)條件，分散劑組成對(duì)粘度的影響 見(jiàn)表1。

　　

　　表1分散劑組成對(duì)產(chǎn)品粘度的影響m(C2H5OH)：m(H2O)95590<1085<1580 207525粘度/mPa>310560590540510由表1可知，當(dāng)分散劑組成為m(C2H5OH):m (H2〇) = 85 15時(shí)，產(chǎn)品粘度最高。這是因?yàn)橐矣蠣?zhēng) 溶液中含有過(guò)多的水會(huì)促進(jìn)纖維素的水解，使氫氧 化鈉和氯乙酸的副反應(yīng)增加，從而引起醚化劑的利 用率下降；過(guò)多的水還會(huì)使醚化反應(yīng)后期生成的 CMC因溶脹形成凝膠包附纖維素，不利于反應(yīng)的深 入進(jìn)行，引起產(chǎn)物發(fā)脹、發(fā)粘，使反應(yīng)難以進(jìn)行下去； 含水量過(guò)低，不利于纖維素的膨脹和擴(kuò)散，影響反應(yīng) 進(jìn)程，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

　　

　　2.3堿化過(guò)程中各因素的影響堿化是纖維素生產(chǎn)的重要步驟，固定其他反應(yīng) 條件，改變堿用量、堿化溫度和堿化時(shí)間，按制備方 法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表2。

　　

　　表2堿化時(shí)堿用量、堿化溫度和時(shí)間對(duì)產(chǎn)品粘度的影響堿用量對(duì)粘度的影響堿化溫度對(duì)粘度的影響堿化時(shí)間對(duì)粘度的影響堿用量/g粘度/mPa>堿化溫度/*粘度/ mPa>堿化時(shí)間/min粘度/ mPa>6.037025460304107.047030560455208.056035570605609.0590405409059010.051045410120580由表2可以看出，堿的加入量為9.0g時(shí)，產(chǎn)品水解，使產(chǎn)品粘度下降。隨著堿化時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)品的粘度最高。當(dāng)氫氧化鈉的用量少時(shí)，纖維素的膨 粘度在增加。纖維的堿化是逐步完成的，隨著堿溶化度降低，堿化不完全，也不足以形成堿纖維素和中液的擴(kuò)散，逐步地深入到纖維的結(jié)晶區(qū)，提高了纖維和醚化劑，產(chǎn)品黏度低，純度也低；氫氧化鈉用量過(guò)的反應(yīng)活性;但當(dāng)時(shí)間超過(guò)90m5后，粘度沒(méi)有明顯多時(shí)，游離堿含量高，過(guò)量的堿與氯乙酸發(fā)生反應(yīng)， 使醚化劑消耗，降低醚化程度，產(chǎn)品粘度下降。當(dāng)堿 化溫度為35*時(shí)，粘度最高。反應(yīng)溫度過(guò)低，堿化 不完全，產(chǎn)品粘度會(huì)降低;若溫度過(guò)高，CMC會(huì)發(fā)生的變化。堿化時(shí)間以90 min 為宜。

　　

　　2.4醚化過(guò)程中各因素的影響固定其他條件不變，改變醚化劑用量、醚化溫度 和時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表3。

　　

　　表3醚化劑用量、醚化溫度和時(shí)間對(duì)產(chǎn)品粘度的影響醚化劑用量對(duì)粘度的影響醚化溫度對(duì)粘度的影響醚化時(shí)間對(duì)粘度的影響醚化劑量/g粘度/mPa>醚化溫度/*粘度/ mPa>醚化時(shí)間/min粘度/ mPaV93006033060150104106550090360115507056012056012590755701505801351080310180570由表3可以看出，當(dāng)氯乙酸用量為12.0 g時(shí)， 產(chǎn)品粘度最好。醚化劑用量過(guò)多，會(huì)增加催化劑的 用量，引起副反應(yīng)增多；醚化劑過(guò)少，不能使纖維素 充分醚化。

　　

　　醚化反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)速度越快，反應(yīng)時(shí)間越 短，但副反應(yīng)同時(shí)也加快。從化學(xué)平衡角度來(lái)看，主 反應(yīng)系放熱反應(yīng)，溫度升高對(duì)生成CMC是不利的； 過(guò)高的反應(yīng)溫度還會(huì)引起乙醇的揮發(fā)加快，使反應(yīng) 的均勻性下降;反應(yīng)溫度過(guò)低，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，醚化 劑的利用率低。醚化溫度應(yīng)控制在75 +，反應(yīng)150 min較適宜。

　　

　　2.5產(chǎn)品質(zhì)量分析在25+下，對(duì)兩批產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

　　

　　表#制備的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)樣品號(hào)外觀粘度/mPa*s取代度有效成分/ %NaCl/%水分/%pH值1淡黃色5900.68882$69$07$02淡黃色5700.62863.48$87$53結(jié)論徑。

　　

　　(1)在廢紙、氫氧化鈉和醚化劑質(zhì)量比為1.0: 0.9:1.2,以85%乙醇水溶液為分散劑，35 +堿化 90min，75 +醚化150min的條件下，制得的產(chǎn)品取 代度> 0.6 2 %溶液的粘度> 500 mPa ? s，有效成分 >85%。

　　

　　(2)以廉價(jià)廢紙為原料制備CMC，既提供了一 種制備CMC的新方法，又開(kāi)拓了廢紙利用的新用途。