徐海龍開題報(bào)告

研究生：徐海龍導(dǎo)師：張光華教授

2011-11-16基于雙三嗪氨基二苯乙烯型熒光增白劑返黃抑制劑的合成及應(yīng)用前言1研究內(nèi)容2技術(shù)難點(diǎn)與解決辦法3研究方法及技術(shù)路線4預(yù)期結(jié)果與創(chuàng)新點(diǎn)5目錄工作進(jìn)展安排1前言選題的目的和意義國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)和水平選題的依據(jù)前言>>>>>選題的目的和意義

由于造紙工業(yè)面臨世界性原料短缺和環(huán)境污染等問題，高得率漿越來越受到重視并得到了快速的發(fā)展，這當(dāng)然也與其生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量高和印刷性良好有關(guān)。隨著高得率漿制漿技術(shù)和漂白技術(shù)的不斷進(jìn)步，已經(jīng)能夠生產(chǎn)出較高強(qiáng)度和白度的高得率紙漿，在高檔文化用紙和包裝用紙的生產(chǎn)上，扮演不可或缺的甚至越來越重要的角色。然而，由于高得率漿的漂白屬于保留木質(zhì)素式漂白，紙漿中仍含有大量的木質(zhì)素，在外界環(huán)境的作用下，如光誘導(dǎo)、熱誘導(dǎo)、金屬離子的影響等，導(dǎo)致高得率漿白度不穩(wěn)定，易返黃，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。為解決高得率漿白度穩(wěn)定性差的問題，近些年來，國內(nèi)外制漿造紙業(yè)界積極開展抑制高得率漿返黃方法的工作。熒光增白劑通常被認(rèn)為不適合在含高得率漿紙料中使用，但近些年的研究發(fā)現(xiàn)，正是由于熒光增白劑具有吸收紫外光的能力，它才更適合用作高得率漿的白度穩(wěn)定劑。添加助劑的處理效果最好，這種方法引起了人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暎延卸喾N助劑用于抑制高得率漿光誘導(dǎo)返黃的研究，因此成為目前研究的主要方向。.抑制紙漿光誘導(dǎo)返黃的可能途徑前言>>>>>選題的目的和意義前言>>>>>選題的目的和意義

為解決或減少高得率機(jī)械漿光誘導(dǎo)返黃且白度不穩(wěn)定的問題，本課題以三聚氯氰和二苯乙烯型熒光增白劑DSD酸反應(yīng)物為母核經(jīng)過親核取代等設(shè)計(jì)出含有紫外線吸收劑或自由基捕獲劑的雙三嗪氨基二苯乙烯型熒光增白劑返黃抑制劑，從而改善生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建資源節(jié)約型的新型造紙工業(yè)，對(duì)林漿紙產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和社會(huì)效益均具有重大的意義。前言>>>>>國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)和水平目前，用于抑制高得率漿光誘導(dǎo)返黃的助劑中紫外線吸收劑和自由基捕獲劑為研究的熱點(diǎn)。高原等人以對(duì)氨基苯磺酸、三聚氯氰和2,4-二羥基二苯甲酮為原料合成了一種自身帶有反應(yīng)活性基團(tuán)和水溶性基團(tuán)的紫外線吸收劑,該化合物在284nm附近的遠(yuǎn)紫外線區(qū)和342nm附近的近紫外線區(qū)有兩個(gè)明顯的吸收峰,說明該化合物對(duì)這兩個(gè)區(qū)段的紫外線有較好的屏蔽作用。雖然二苯甲酮類紫外線吸收劑抗紫外效果良好,但是由于其價(jià)格較貴,使其發(fā)展應(yīng)用受到了一定的限制。高原.反應(yīng)性抗紫外整理劑的合成及其應(yīng)用性能研究[D].上海:東華大學(xué),2002前言>>>>>國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)和水平受阻胺類返黃抑制劑按其應(yīng)用方式又可分為：表面處理和漿內(nèi)添加型抑制劑。

2001年7月美國專利報(bào)道了受阻氧化氮自由基捕獲劑4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-烴氧基(4-OH-TEMPO)和它的無色衍生物，這種返黃抑制劑在相當(dāng)?shù)偷挠昧肯?對(duì)漿≤1.0％)就能提供較大的白度穩(wěn)定性，但是這些非聚合返黃抑制劑都沒有能與紙漿纖維發(fā)生吸附的功能基或共價(jià)結(jié)合的反應(yīng)性基團(tuán)，對(duì)紙漿纖維沒有親和力，它們必須應(yīng)用于施膠壓榨中或機(jī)外涂布機(jī)上紙的表面。SeltzerRaymondR,Wolf,Jean-Pierre,el.a1．Inhibitionofpulpandpaperyellowingusingnitroxides,hydroxylaminesandothercoaditives[P],USA,6,254,724B1前言>>>>>選題的依據(jù)理論依據(jù)技術(shù)依據(jù)前期工作依據(jù)

激發(fā)態(tài)分子木素自由基黃色產(chǎn)物自由基捕獲劑紫外線吸收劑光氧熒光增白劑

三聚氯氰衍生物具有良好的熱穩(wěn)定性、光活性和生物活性，被廣泛用于染料、熒光增白劑、助劑等領(lǐng)域。本文以三聚氯氰為主體，充分利用三聚氯氰結(jié)構(gòu)中的氯原子的反應(yīng)活性和反應(yīng)分級(jí)可控性，通過親核取代反應(yīng)在1,3,5三嗪環(huán)上引入相同或不同的取代基，設(shè)計(jì)出含有紫外線吸收劑或自由基捕獲劑的雙三嗪氨基二苯乙烯型熒光增白劑返黃抑制劑。它優(yōu)良的光熱穩(wěn)定性和其他優(yōu)良性能具有很好的應(yīng)用前景。1）本單位各種測試手段（如原子力顯微鏡、FT-IR、質(zhì)譜、熒光分光光度計(jì)、液相色譜、DSC、SEM、TEM、GPC、白度儀、涂布機(jī)、固體核磁共振、ζ電位測定儀等）基本齊全?，F(xiàn)有材料及儀器條件完全滿足科研需要。

2）對(duì)將要合成的雙三嗪氨基二苯乙烯型熒光增白劑返黃抑制劑以及造紙用的二苯乙烯類熒光增白劑的改性，已初步制定了實(shí)驗(yàn)條件及配方，課題組已發(fā)表相關(guān)論文數(shù)篇，為以后的研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2研究內(nèi)容化合物的擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)熒光增白劑返黃抑制劑的合成應(yīng)用試驗(yàn)3.技術(shù)難點(diǎn)與解決辦法？如何控制反應(yīng)將含有熒光基團(tuán)和抑制返黃基團(tuán)鍵接在同一分子中得到結(jié)構(gòu)規(guī)整的化合物？本文選用三聚氯氰作為母體，三聚氯氰結(jié)構(gòu)中的三個(gè)氯原子具有獨(dú)特的反應(yīng)特性。三個(gè)氯原子的反應(yīng)活性都比較高(相當(dāng)于酰氯的活性)，容易發(fā)生親核取代反應(yīng)，但活潑程度不同：第一個(gè)氯非?；顫姡?-5℃就可以與帶有活性氫的化合物反應(yīng)脫去HCl，第二個(gè)氯則在40℃左右具有活性，能較好的脫去HCl；第三個(gè)則在高于80℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)。利用三聚氯氰的三個(gè)氯反應(yīng)活性的差異，只要控制好反應(yīng)溫度，就能很好的生成結(jié)構(gòu)規(guī)整的物質(zhì)。技術(shù)難點(diǎn)與解決辦法三聚氯氰中三個(gè)氯原子的取代順序應(yīng)該怎樣控制具體采取哪種合成路線？對(duì)于結(jié)構(gòu)對(duì)稱型熒光增白劑返黃抑制劑主要有2種合成路線：一種是三聚氯氰先與DSD酸反應(yīng)，再與芳胺反應(yīng)，最后與脂肪胺反應(yīng)；另一種是三聚氯氰先與芳胺反應(yīng)，再依次與DSD酸和脂肪胺反應(yīng)。具體采用哪種路線，要依反應(yīng)物的性質(zhì)而定，若芳胺的堿性很弱，則只有采用第2種合成路線方可取得良好的反應(yīng)效果，同樣如果想要在三嗪環(huán)上引入烷氧基，一般也按此方法進(jìn)行?？偟脑瓌t是親核性最弱的化合物最先與三聚氯氰反應(yīng)。4.研究方法及技術(shù)路線研究方法：返黃抑制劑的制備：以三聚氯氰和DSD酸反應(yīng)物為母核經(jīng)過親核取代等設(shè)計(jì)出含有紫外線吸收劑或自由基捕獲劑的雙三嗪氨基二苯乙烯型熒光增白劑返黃抑制劑性能測試及表征：應(yīng)用紅外光譜，紫外光譜，固體核磁共振等對(duì)制備的化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，應(yīng)用熒光分光光度計(jì)測其熒光量子效率，熒光壽命熒光發(fā)射波長等。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：紙張涂布應(yīng)用試驗(yàn)將手抄片用不同膠料涂布后分別放于紫外光老化箱內(nèi)老化24小時(shí)分別檢測老化前后手抄片的白度變化，返黃程度計(jì)算，考察產(chǎn)物的耐光穩(wěn)定性，并與傳統(tǒng)的熒光增白劑VBL進(jìn)行比較。技術(shù)路線：

5.預(yù)期結(jié)果與創(chuàng)新點(diǎn)課題研究的創(chuàng)新點(diǎn)：

將熒光增白劑與返黃抑制劑中的紫外線吸收劑或受阻胺光穩(wěn)定劑同時(shí)鍵接在同一分子中或通過復(fù)配的結(jié)果，使兩種功能可產(chǎn)生分子間協(xié)同作用獲得比較理想的光防護(hù)效果，使其增白效果更優(yōu)具有更好的白度，解決或減少高得率機(jī)械漿光誘導(dǎo)返黃且白度不穩(wěn)定的問題。同時(shí)在三聚氯氰取代基上增加磺酸根、羥基使化合物具有良好的溶解性、耐酸性及其與纖維的親和力。課題研究預(yù)期結(jié)果：通過查閱文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)得到一類未見文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的含有雙三嗪氨基二苯乙烯型熒光增白劑結(jié)構(gòu)的返黃抑制劑，具有水溶性好，熒光量子產(chǎn)率高，紫外吸收性好，耐光抑制返黃效果好等特點(diǎn)，具有使用價(jià)值。通過實(shí)驗(yàn)操作確定最佳的紫外線吸收劑和自由基捕獲劑的復(fù)配比例，使產(chǎn)品性能最優(yōu)化。在中文核心期刊或