脱墨剂中表面活性剂的选择

可用于脱墨的表面活性剂，分类见表1，性能比较见表2。

表1   脱墨剂常用表面活性剂的种类

表2   脱墨用主要表面活性剂的性能

  浮选法脱墨时，油墨凝聚成大的絮凝物时，应尽可能附着于泡沫表面，漂浮在上边。因此，起泡性好、对油墨分散效果好的表面活性剂如高碳醇聚氧乙烯醚(从E012～14、HLB9～12)。但这类非离子表面活性剂在高PH值下易降解，活性有所降低，另外对油墨及杂质的捕集絮凝能力有限。脂肪酸盐(如油酸钠、硬脂酸钠等)则对于金属离子有很好的螯合能力，并且能够通过静电吸引对油墨进行有效地捕集和浮选。脂肪酸聚氧乙烯酯和脂肪酸皂复配得到的脱墨剂，一般有强的浮选和絮凝能力。两性离子和阳离子表面活性剂的乳化、分散、渗透和捕集油墨粒子的能力较阴离子表面活性剂差，所以在脱墨剂中一般很少应用。

    洗涤法脱墨剂多以非离子表面活性剂为主，要求在脱墨过程中产生的泡沫较少。常用的有AE0-9、OP-10、JFC、Tween-80以及磷酸双酯等，都有很好的脱墨效果。亦可以在其中加入有机溶剂(如甲苯等)形成细微乳液，使油墨中的树脂更快溶解、乳化和分散。阴离子表面活性剂在洗涤过程中有高的起泡性，将会降低洗涤效率，所以阴离子表面活性剂单独用作脱墨剂效果并不理想，必须和非离子表面活性剂复配才能达到最佳洗涤效果。浮选法脱墨剂要求有强的发泡能力，使油墨粒子能很快地漂浮到表面。在诸多阴离子表面活性剂中，磷酸单酯型表面活性剂效果也较为突出。

废纸脱墨是使纸纤维与油墨分离的过程。印刷油墨的主要成分是颜料、染料、油、沥青等物质组成的混合物。这些物质与纸纤维牢固地粘结一起。把油墨从纸纤维上脱除下来是一个非自发过程，必须靠化学试剂、热能、机械能几方面的作用才能完成。脱墨效果的好坏，关键之一在于脱墨过程中所选用的脱墨剂。

    在筛选适宜表面活性剂作为脱墨剂时，首先应该对各种类型表面活性剂进行分析。阳离子表面活性剂在水溶液中通常呈弱酸性或中性，常用作杀菌剂、柔软剂、抗静电剂、助染剂等，但洗涤性能较差，价格也很贵。H．盖斯勒通过一系列实验数据的分析证明，使用阳离子表面活性剂脱效果是很差的。加入量很少就有大量气泡，而纸的白度仍然较低，墨迹多。因此，可以排除用阳离子表面活性剂作为脱墨剂。阴离子表面活性剂有很好去除油污性能，价格也较低廉，因此可以考虑用阴离表面活性剂。非离子表面活性剂一般能够在比阴离子表面活性剂低的浓度下就有很好的乳化分散作用，临界胶束浓度也比较低的优点，所以，脱墨剂采用阴离子和非离子表面活性剂复配配方比较科学。

    脱墨过程中形成的体系是一种水包油型胶体分散体系。根据柯恩经验规则，在水包油(0／W)的分散体系中，非离子表面活性剂的作用会使胶体粒子带负电荷，与此同时，一些油墨会吸附阴离子表面活性剂，也使胶体粒子带负电，这样，当阴离子和非离子表面活性剂配合使用时，都使胶粒带负电，同电相斥，可以形成较稳定的分散体系，有利于纸纤维与油墨分离而除去。否则会发生电性中和，而使胶体粒子聚集变大，又沉积在纤维上，不’易洗去。因此，脱墨剂一般选都用阴离子一非离子表面活性剂复配物。

    按照各种表面活性剂的亲水亲油平衡值HLB值与表面活性剂性质的关系规律，凡是HLB值为8～18或大于18范围的表面活性剂适于做0／W型分散体系的乳化剂；HLB在3～6范围表面活性剂适于作W／O型分散体系的乳化剂，而脱墨体系一般是0／W型分散体系。为此，应该选HLB值在8～18或大于18范围的表面活性剂作乳化剂。可以通过查化学手册以及用基团数法和质量百分数法计算，找出种种活性剂的HLB值，从中找出更适宜的表面活性剂。脱墨剂配方中的阴离子、非离子表面活性剂的HLB值都大于8，适于在纸浆中进行脱墨。在选择表面活性剂以及复配表面活性剂时，可间接地通过测定表面活性剂对各种油墨或颜料的润湿角来判断。其次应考察表面活性剂及复配物的起泡沫性。脱墨剂要求泡沫低，利于生产操作。在抄纸生产过程中不能粘毛布、粘烘缸或脱缸现象。张昌辉等采用浮选一洗涤法研究了81种表面活性剂对进口旧杂志废纸样的脱墨效果，得出以下有意义的结论，脱墨剂HLB值与脱墨效率的关系见表3；各种表面活性剂用于浮选一洗涤法脱墨效果见表4—7～表4。表5为各种表面活性剂对静电复印废纸的脱墨作用。

表3   脱墨剂HLB值与脱墨效率的关系

①指浮选时泡沫带出液体量占总液体的百分数。

表4   阴离子表面活性剂用于浮选一洗涤法脱墨效果

表5  非离子表面活性剂用于浮选一洗涤法脱墨效果

表6 阳离子表面活性剂用于浮选一洗涤法脱墨效果

表7    表面活性剂对静电复印废纸脱墨的影响

    阴离子和非离子表面活性剂配合使用，由于协同效应，有很好的润湿、起泡、乳化的性能，并且还具有防止油墨再被吸附的作用、很好的分散作用。

    无机盐助剂的选择

    脱墨剂中加入少量无机盐是为了增加表面活性剂的活性及降低成本。由实验及理论证明，在离子型表面活性剂的溶液中如果加入一定量的无机盐可以降低表面张力和降低CMC。有些盐类能使某种表面活性剂的CMC可降低到十几分之一、Corrin和Havkins最早由实验得出离子型表面活性剂的CMC与所加入无机盐浓度之间的定量关系为IgCMC=A-kglogc1。，式中C1为反离子的总浓度(包括表面活性剂浓度和加入的无机盐浓度)，A和kg是常数，由表面活性离子及反离子的性质所决定；应用胶束化作用的质量作用模型可导出此式，并表明直线斜率kg的意义是反离子在胶束上的结合度。对于表面活性离子为一价，反离子为一价，反离子为二价的情形，后者为前者的一半。例如有人曾测得C12H25S04Na和(C12H25S04)2Ca的logCMC-logcl斜率分别为0．503和0．286。以上关系适用于电解质浓度不大的情形，若电解质浓度过大时，lgCMC与logc则表现为非线性关系。

    若从双电层理论分析，对离子型表面活性剂来说，加入无机电解质，由于离子间的电性相互作用，压缩了表面活性剂的双电层的厚度，减少了它们之间的排斥作用，使胶团易于形成，从而能降低CMC。有人曾用相同浓度的NaCl作试验，证明金属离子价数愈多高，会使表面张力降低得愈多，CMC也降低得愈多。而少量的无机盐对非离子表面活性剂的表面活性影响不大