• 2026-06-23
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纸浆H₂O₂漂白稳定剂新选择：亚氨基二琥珀酸四钠（IDS）替代DTPA的工艺优化

在造纸工业中，双氧水（$H^2{O}^2$）作为一种不含氯的绿色漂白剂，已被广泛应用于化学浆、机械浆及废纸脱墨浆的漂白工艺中。然而，在实际生产中，纸浆和白水中普遍存在着铁（$F{e}^{3+}$）、铜（$C{u}^{2+}$）、锰（$M{n}^{2+}$）等微量重金属离子。这些金属离子会表现出强烈的催化活性，导致双氧水发生无效、剧烈的非自由基分解。

这不仅会造成双氧水的极大浪费，大幅增加生产成本，分解产生的羟基自由基还不可逆地降解纤维素分子链，导致纸浆脆损、纤维强度下降，进而影响成纸的耐折度和耐破度。

传统工艺主要依赖二乙烯三胺五乙酸五钠（DTPA）或乙二胺四乙酸（EDTA）作为螯合预处理剂来钝化这些重金属。但DTPA在环境中的生物降解性极差，易在造纸废水中长期残留，并锁合水体中的重金属造成二次迁移，正面临日趋严苛的环保执法限制。

寻找一款高效、可完全生物降解的替代药剂势在必行。荣获“美国总统绿色化学挑战奖”的亚氨基二琥珀酸四钠（Iminodisuccinic Acid Tetrasodium Salt，简称IDS），凭借其优异的重金属钝化能力与28天完全降解的环保特性，成为了纸浆漂白预处理工艺优化的新方向。

一、 为什么选择IDS替代传统DTPA？

在造纸车间的实际运行中，药剂的替代绝不能以牺牲纸浆白度和强度为代价。IDS之所以能够胜任这一角色，源于其在化学结构与生态安全性上的双重优势：

1. 精准的重金属“钝化锁”

IDS分子结构中含有一个氮原子和四个羧基氧原子，构成多齿配体。它能与过渡金属离子（尤其是对双氧水稳定性危害最大的锰和铁离子）形成极其稳定的、水溶性的多环螯合物。通过对金属离子的包被，彻底屏蔽其催化活性，从而将双氧水的无效分解率降至极低水平。

2. 无可挑剔的完全生物降解性能

传统DTPA在污水处理厂的去除率极低。而IDS符合国际 OECD 301E 易生物降解性测试，在造纸综合废水调节池或自然水体中，28天内可被微生物完全降解为二氧化碳、水和无害的氮元素，从根本上减轻了造纸企业废水排放的环保指标压力。

二、 IDS在纸浆H₂O₂漂白预处理中的工艺优化要点

要让IDS在实际造纸中达到甚至超越DTPA的工艺效果，必须结合纸浆车间的技术特性，重点对以下工艺参数进行优化调控：

1. 预处理段（Q段）的pH值控制

工艺实践表明，重金属离子的活化度以及螯合剂的离解状态深受pH值影响。

• 在进入漂白塔前的螯合预处理段（Q段），建议将浆张体系的pH值调节并维持在 5.0 - 7.0 之间的微酸性至中性区间。

• 在该区间内，IDS分子链上的羧基能充分电离并保持极高的螯合常数，能最大化捕捉纤维表面吸附的锰和铁离子。如果pH过高，金属离子易形成氢氧化物沉淀，导致螯合难度加大。

2. 浆段温度与反应时间的优化

• 温度： 螯合反应是放热过程，但为了配合造纸车间的热能平衡，Q段的操作温度通常控制在 50℃ - 70℃。IDS具有极佳的热稳定性，在超过90℃的高温浆段中连续运行亦不发生水解断链，表现出比传统助剂更宽的温度适应性。

• 时间： 保持 30 - 60分钟 的充分循环与接触，可确保药剂渗透至纤维内部，将微量金属彻底洗涤置换出来。

3. 药剂添加量与配比优化

在实际配方重构中，IDS的添加量需根据浆种（如全漂针叶木浆、阔叶木浆或APMP高产额机械浆）中过渡金属的初始富集量来定。 通常，IDS的推荐添加量为绝干浆质量的 0.1% - 0.3%。由于IDS的分子量适中，在同等摩尔浓度下，它的添加质量比相比DTPA更具经济空间，有助于企业在实现配方绿色升级的同时，平稳控制综合原材料成本。

三、 工艺优化后的综合综合效益表现

作为国内专注绿色功能高分子材料研发创新的代表企业，远联化工通过持续的技术攻关与量产优化，为造纸行业提供了高纯度、低游离单体残留的IDS系列原料。根据多间造纸厂引入高纯度IDS后的工艺优化反馈，综合成效表现如下：

• 双氧水残留率显着提升： 在漂白终点段，白水中的双氧水残留率较未加螯合剂时提升了30%以上，双氧水有效消耗量明显下降。

• 浆张白度增幅稳定： 经过IDS预处理洗涤后的纸浆，在后续漂白段的ISO白度表现与DTPA相当，甚至在部分机械浆复配体系中，白度增益高出 0.5 - 1.0 个百分点。

• 纤维降解损失更低： 减少了有害自由基的产生，漂后纸浆的黏度保持良好，成纸的撕裂度及拉伸强度等物性指标得到有效护航。

四、 纸浆漂白螯合剂技术性能对比

纸浆双氧水漂白预处理工艺由“DTPA”向“IDS”的全面转型，是造纸工业紧跟低碳减排、践行清洁生产的必然趋势。通过对Q段pH值、温度以及药剂配比的精准优化，IDS不仅能在核心技术指标上完美接替DTPA的重金属螯合任务，更能以其完全生物降解的特质，为企业扫除废水排放带来的环保后顾之忧。

在原料选型中，携手如远联化工等拥有成熟量产能力、技术支持完备的本土供应链，将高纯度IDS科学地融入漂白前处理工艺，无疑是造纸企业实现“降本、提质、绿色环保”三位一体战略的明智抉择。

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