基于香豆素的荧光增白型光稳定剂的合成与性能

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1、潼压科技大学论文题目：基于香豆素的荧光增白型光稳定剂的合成与性能学科门类：工学一级学科：化学工程与技术培养单位：化学与化工学院硕士生：王鹏导师：张光华教授2014年5月TITLE刚THESISANDPERFoRMANCEoFLIGHTSTABILIZERSBASEDoNTHECoUMARINTYPEFLUoRESCENTBRIGHTENERAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMaste

2、rofEngineeringScienc—e—BySupervisor：Prof．．GuanghuaZhan—a—May2014基于香豆素的荧光增白型光稳定剂的合成与性能摘要随着高得率制浆工艺及其相应的漂白技术的进步，纸浆的成浆白度可超过80％。然而，由于高得率浆中木素特殊的化学结构，长期暴露在阳光下，使其易生成发色团或助色团，降低了纸张的白度产生返黄现象，即出现了自身光稳定性差，尤其是白度的稳定性差等问题，这极大的阻碍了高得率浆在一些高附加值纸种中的应用。基于木素发生光致返黄的机理，为达到抑制其返黄的目的，理论上可采用加入光稳定助剂、对木素进行化学改性以及对

3、高得率浆漂白工艺进行优化等方法。由于投入成本低、光稳定效果好，添加光稳定助剂被认为是抑制高得率浆返黄最有发展潜力的途径。近年来，可屏蔽或延缓木素吸收紫外光的紫外线吸收剂和可淬灭活泼自由基反应中间体，防止生成发色团的自由基清除剂成为了人们研究的重点方向。也有研究表明，可与木素竞争吸收紫外光，并将吸收的能量以蓝紫光的形式释放出来的荧光增白剂，也可改善高得率浆的光稳定性能。但单一的光稳定助剂，在用量投入低的情况下很难达到良好的光稳定效果，而多种助剂协同使用，则有可能降低投入成本，并达到期望的光稳定效果。本文首先采用Pechmann法，由间苯二酚和乙酰乙酸乙酯在酸性催

4、化剂的作用下，进行脱水缩合反应，合成了7．羟基．4．甲基香豆素荧光增白剂。然后以三聚氯氰为交联分子，将7一羟基一4．甲基香豆素荧光增白剂与2，4．二羟基二苯甲酮紫外线吸收剂或2，2，6，6．四甲基哌啶胺受阻胺型光稳定剂分别与其进行亲核取代反应，分别制得两种具有反应活性的多功能光稳定剂(分别简称：CFBS—UV-Cl和CFBS-RS．C1)；通过合成工艺的优化，得出反应温度44。C，时间2．5h，原料配比为1：l，pH值为6时，CFBS．UV-CI的收率为69．7％：当反应温度42。C，反应时间2h，原料配比为1：1，pH值为6时，CFBS—RS．C1的收率为7

5、1．0％。通过红外光谱、1HNMR对其结构进行了表征，通过紫外光谱、荧光光谱考察了光学特性，测得其紫外最大吸收波长分别为331nm和332nrll。荧光最大激发和发射波长分别为348nm、427nm以及367nm、454砌。通过紫外光加速老化实验，并考察合成的目标产物对高得率浆的光致返黄抑制效果，并确定了其最佳用量。在用量为0．8％，并经紫外光照射处理28h后，由CFBS—UV-C1涂布的纸样白度比空白样少降低2．52个百分点；而在用量为O．6％，并经紫外光照射处理28h后，由CFBS．RS．C1涂布的纸样白度比空白样少降低2．19个百分点。在两种反应型多功能

6、光稳定剂的基础上，通过亲核取代反应引入水溶性分子聚乙二醇．600，分别制得两种水溶性多功能光稳定剂(分别简称CFBS—UV-PEG和CFBS．RS．PEG)。通过红外光谱、1HNMI谢其结构进行了表征，通过紫外光谱、荧光光谱考察了光学特性，测得其紫外最大吸收波长分别为334nm和336nlil。荧光最大激发和发射波长分别为365I瑚、435nm以及383nm、435nm。通过紫外光加速老化实验，并考察合成的目标产物对高得率浆的光致返黄抑制效果，并确定了其最佳用量。在用量为0．8％，并经紫外光照射处理28h后，由CFBS．UV-PEG涂布的纸样白度比空白样少降低

7、4．57个百分点；而在用量为0．6％，并经紫外光照射处理28h后，由CFBS．RS．PEG涂布的纸样白度比空白样少降低3．71个百分点。四种合成产物也都具备较好的紫外线吸收效果，且都具有一定的荧光增白性能，而引入高分子基团的水溶性多功能光稳定剂，其结构更加稳定，与纤维表面的结合度更好，具有更好的光稳定性能。经紫外光照射处理28h后，由水溶性多功能光稳定剂涂布的纸样相较空白样分别少降低4．57示H3．71个百分点，比相应的反应型光稳定剂分别少降低2．05和1．52个百分点，而返黄值分别仅有5．29干1：15．72。关键词：7．羟基．4．甲基香豆素，高得率浆，光稳

8、定剂，紫外线吸收剂，自由基消除剂lIS