[发明专利]采用羟胺和其它共添加剂抑制纸浆和纸泛黄

说明书

本发明涉及一种防止纸浆或纸白度损失并提高防泛黄性的方法，特别适用于仍然含有木素的纸浆或纸，所述方法包括加入N,N-二烷基羟胺、酯、酰胺或硫取代的N,N-二烷基羟胺或N,N-二苄基羟胺，或它们的盐和其它共添加剂。

                     发明背景

高收率和超高收率木浆常发生快速光诱导变色现象，特别是在将其暴露于户外荧光和日光近紫外光区(波长300～400nm)时。这种特性使其只能用于制造短寿命廉价纸制品。高收率和超高收率木浆可以漂白至高白度。如果这种白度能够稳定化避免变色，则这种漂白的高收率纸浆便能大量代替充分漂白的较昂贵的低收率化学纸浆。

人们认为这种变色现象应归因于高收率纸浆的木素含量总计高达约20～30％之故(按质量计)。在反应机理中苯氧基基团是关键中间体。有关其形成，人们已提出过几种光诱导反应机理，例如在苯酰基芳基醚基团的的芳基醚键的断裂，或者木素中的饱和芳基甘油β-芳基醚结构形成的羰游离基的断裂。苯氧基经其它以氧为中心的基团(烷氧基或过羟基)氧化，形成黄色生色色团。

I.E.Arzkin等在“木材化学”(1982,No2,114)中，A.D.Sergeev等在同一杂志(1984,No5,20)中公开过采用氧-苏打(碱)一步法木材的去木质作用中，使用诸如TEMPO(1-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶)等亚氨氧基团是有效的，但是没有叙述或提及TEMPO能提供防止上述木材处理法所得纸或纸浆光诱导变色的活性。

V.I.Khodyrev等在“高分子化合物”A29 No3616(1981)[高聚物科学，苏联，29,No 3688(1987)]叙述了通过氧的光引发氧化使诸如亚麻或棉等纤维素纺织材料发生气候老化，而纤维素的光稳定性能够通过光稳定剂来改善，例如紫外吸收剂，苯甲酸苯酯类和1-氧-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶。紫外吸收剂并不提供防护作用，实际上是有害的。该作者指出稳定的硝酰基团与纤维素中的烷基相互反应，提供有利的稳定作用。但是作者没有指出该稳定活性能够成功地赋予木浆和/或其制造的纸。

M-K.Syler等在“纸浆技术协会会志”(J.Assn.Paper PulpTech)29,135(1990)中指出选择的金属盐(如硫酸镁)和低级链烷酸可抑制漂白纸浆的颜色变差。

P.Fornie de Violet等在“纤维素化学工艺学”24,225(1990)中介绍使用紫外吸收剂和氢供给剂，如硫醇、抗坏血酸等，有助于防止过氧化氢漂白木浆的光诱导变色，但是断链剂，如受阻酚和受阻胺(含＞N-H或＞N-CH₂-基团)对防止光诱导变色不起作用或者甚至起有害作用。

R.Agnemo等，在第六次国际木材和纸浆化学研讨会(Appita,1991)上进一步证实羟基自由基和木素导致纸浆和纸发生不希望的光致泛黄现象。

S.Omori等在“纸浆技术协会会志”48,1388(1993)中叙述了抗氧剂和紫外吸收剂对光损害作用的影响，结论是抗氧剂和紫外吸收剂的组合可防止颜色变差，它们对这种活性有协同效应。

M.Paulsson等，在第八次国际木材和纸浆化学研讨会(Helsinki,1995)上介绍了通过乙酰基化作用，能够实现未漂白的纸或过氧化氢漂白的TMP纸浆的有效光稳定作用。

已有许多不同方法旨在抑制机械制纸浆泛黄。这包括：自由基清除剂和抗氧剂、紫外线屏蔽剂、形成生色团后消除生色团、通过烷基化作用或乙酰基化作用进行木素的化学改性、聚合物抑制剂以及组合使用两种类型共添加剂。Z-H.Wu等在Holzforschung,48,(1994),400讨论了诸如苯基-N-叔丁基硝酮等自由基清除剂的应用，以便减少机械制浆过程中形成生色团，并制出更具光稳定性的纸浆。

C.Heitner，在“白度变坏及其控制化学”(Chemistry ofBrightness Reversion and It Control)第5章(TAPPI,Atlanta,1996)，第183～211页，总结了含木素纸浆，如热机械磨木浆(TMP)和化学热机械磨木浆(CTMP)的热诱导和光诱导泛黄技术现状，叙述了这些不希望的作用的严重性，然后，概括地讨论了应用现有技术方法攻克这些问题。这包括：漂白、使用亚磷酸酯、紫外吸收剂、聚亚烷基二醇和自由基清除剂，如抗坏血酸、硫醇、硫醚、双烯和脂族醛和螯合剂如乙二胺四乙酸(EDTA)。作者得出结论，虽然取得了许多进展，但是还需要作许多工作，才能找到成功并切实可行的方法，以解决含木素纸浆和/或纸的白度下降，和不希望的泛黄问题。