聚乙烯胺替代阳离子淀粉作造纸增强剂的研究

探讨了聚乙烯胺PVAm作为湿部添加剂对浆料Zeta电位、滤水、留着等湿部性能的影响,并与湿部阳离子淀粉的使用进行了比较,并进行了PVAm取代阳离子淀粉作为纸张增干强剂的中试应用。研究结果显示：PVAm用量越大,对湿部系统提供的正电荷越多,辅助留着效果越好,在浆料Zeta电位不发生逆转的前提下,PAVm用量越多,浆料滤水效果改善越明显;PVAm可以在文化纸中取代阳离子淀粉的使用。使用PVAm替代阳离子淀粉除具有成本优势外,在不影响纸张其它指标的前提下,还可以显著降低纸张横向收缩率。     

电荷测量技术用于阳离子淀粉对脱墨浆助留的研究

应用Zeta电位和CTR(胶体滴定比率)分析脱墨(旧报纸)浆料体系的电荷分布情况。研究了不同阳离子淀粉用量、pH值、电导率对浆料Zeta电位、CTR和单程留着率的影响。研究表明,浆料的Zeta电位和CTR可以说明实际电荷分布情况且与阳离子淀粉对浆料的助留作用密切相关。     

不同分子结构与分子质量HCS的湿部化学行为

采用普通淀粉、支链淀粉和直链淀粉制备不同分子结构的高取代度阳离子淀粉(HCS),再采用酸降解法减小HCS的分子质量,探讨了分子结构、分子质量等因素对HCS湿部化学行为和纸张增强效果的影响.结果表明,在相同用量条件下,与降解前相比,降解后的HCS更容易被纤维吸附,其助滤效果更好;而且降解程度越大的HCS会越多地与浆料液相中的胶体物质作用.在纸张强度方面,添加降解和未降解的HCS均使手抄片的抗张指数得到维持甚至得到一定程度的提高,耐破指数基本没有变化;降解与未降解的普通HCS、直链HCS均使耐折度、撕裂度有一定程度的下降,但是支链HCS(不管降解与否)均能较好地维持这两项指标.     

一年生植物中提取的阳离子木聚糖对纸张机械性能的影响

将燕麦和小麦中的木聚糖用作干强剂来提高纸张的干强度。木聚糖在纤维素纤维上的吸附量随着不同取代度的阳离子化而增加。抄造不同木聚糖、工业阳离子淀粉含量的纸张,并测定其机械性能。燕麦木聚糖在纸浆纤维上的吸附试验,解释了低度和高度阳离子化的木聚糖在提高纸张强度方面的影响不同。添加4%剂量的取代度为0.1的阳离子燕麦木聚糖使纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数达到最大,分别提高了67%、105%和77%。与阳离子淀粉相比,添加了阳离子燕麦木聚糖的纸张的强度数值(除撕裂强度)与之相似。结构上的差异和蛋白质杂质使得小麦木聚糖不适合用作纸张增强剂。     

磷酸酯型两性淀粉结构性能及其对纸张的增强作用

以木薯原淀粉、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和混合磷酸盐为主要原料,用半干法工艺合成了磷酸酯型两性淀粉,用FT-IR、XRD、SEM等对产物结构性能进行了表征;研究了其作为纸张增强剂对废纸浆的增强作用.结果表明,改性剂与木薯原淀粉反应不仅发生在无定形区,而且发生在结晶区;不仅发生在颗粒的表面,也可进入其内部;在一定条件下,产物的阳离子取代度随着磷酸盐用量的增加而减小,阴离子取代度随淀粉阳离子取代度的提高而降低.实验合成的磷酸酯型两性淀粉对纸张的增强作用显著,当添加量为1.O%(对绝干浆)时,纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数分别比空白样提高了23.5%、20.3%、29.4%.     

半干法制备两性瓜尔胶的结构及其增强性能的研究

采用半干法工艺在同一反应器内合成了粉状两性瓜尔胶,用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对产物进行了结构表征。通过浆内添加研究了两性瓜尔胶的取代度、用量和浆料pH值对纸张增强性能的影响,并与非离子瓜尔胶和阳离子淀粉的增强性能进行了对比。结果表明,合成样品阳离子取代度(DSc)大于0.25,阴离子取代度(DSa)为0.05～0.10;改性剂与瓜尔胶在颗粒表面与内部都发生反应;制备的两性瓜尔胶对纸张有较好的增强效果,尤其是中碱性条件下效果显著;当两性瓜尔胶添加量为0.3%时,针叶木CTMP浆的裂断长、耐折度、耐破指数和撕裂指数分别提高了13.3%、70%、17.5%和10.1%。     

低取代度阳离子淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的制备及应用

以低取代度的阳离子淀粉为原料,硝酸铈铵为引发剂,制备了低取代度阳离子淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。研究了丙烯酰胺与阳离子淀粉质量比、反应温度、反应时间和引发剂浓度对接枝率和接枝效率的影响。结果表明:接枝率和接枝效率最高的条件为:m(丙烯酰胺)∶m(阳离子淀粉)=2.5∶1,反应温度为55℃,反应时间为3 h,c(引发剂)=2 mmol/L。将合成的聚合物用于纸张增强,当低取代度阳离子淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的用量为1.0%时,对纸张的增强效果最好,可使纸张抗张指数增加23.0%,撕裂指数增加12.7%,耐破指数增加63.7%,耐折度增加115.1%。     

毛竹阳离子半纤维素对纸浆性能的改善

利用碱法从南方毛竹原料中分离出半纤维素,并对其进行阳离子化改性.研究了阳离子化半纤维素作为阳离子造纸助剂对漂白桉木浆成纸性能的影响.结果表明:相对于添加半纤维素,在纸浆悬浮液中加入阳离子化半纤维素可使纸张的机械强度提高更大.当其用量为1%时,成纸的抗张指数和撕裂指数提高最多,可分别提高19.6%和30.6%;成纸的耐破指数在其用量为2%时提高幅度最大,达29.1%;添加该助剂后对成纸的白度无影响.当浆料打浆度在30～45°SR时,阳离子化半纤维素对成纸的抗张指数和撕裂指数提高较大,耐破指数在打浆度为30～50°SR时提高较大.     

层间加填中黏合剂的特性及复配比例对成纸性能的影响

以废纸抄造瓦楞原纸,选用重质碳酸钙为填料,苯丙乳液与两种取代度不同的阳离子淀粉为黏合剂,考察了黏合剂的种类、用量以及不同黏合剂的复配比例对成纸物理强度性能的影响。结果表明:采用苯丙乳液作为黏合剂的效果优于两种取代度不同的阳离子淀粉,而低取代度的阳离子淀粉又优于高取代度阳离子淀粉。当碳酸钙填加量为25%(相对于绝干浆),苯丙乳液与阳离子淀粉以1:4的比例复配,用量为2%时,虽纸张的抗张强度略有下降,但纸张的环压强度及内结合强度高于单独使用阳离子淀粉或苯丙乳液的纸张。     

湿部条件对瓦楞原纸物理性能的影响

研究了pH值和CPAM的加入量对浆料Zeta电位以及瓦楞原纸物理性能的影响。结果表明：随着浆料pH值的下降,Zeta电位负值逐渐变小,瓦楞原纸的裂断长和环压指数呈现先增大再减小的趋势;在Zeta电位为-12.4mV时,裂断长及环压指数达到最大值。随着CPAM加入量的增加,浆料Zeta电位不断提高,裂断长呈现上升趋势,而环压指数则呈现先下降后上升趋势。     

造纸法再造烟叶浆料的湿部化学特性

运用电荷检测的方法研究了浆浓、亚麻浆配比、填料添加量、硫酸铝用量以及阳离子瓜尔胶用量对再造烟叶浆料体系的湿部电荷特性的影响。结果表明:1%浆浓的再造烟叶浆料体系的阳离子需求量、Zeta电位和电导率分别为:0.1534mmol/L、-8.5mV、0.267mS/cm。浆料体系的阳离子需求量随浆浓的增大而增加,随亚麻浆配比的增加而减少;由于再造烟叶浆料体系呈碱性,硫酸铝对其湿部电荷特性的影响有限;而阳离子瓜尔胶能够显著降低再造烟叶浆料体系的阳离子需求量,瓜尔胶用量为0.4%时,能使浆料体系的阳离子需求量降低42.5%。     

高电荷密度聚胺的吸附特性及对纸浆性能的影响

通过测量纸浆Zeta电位及聚合电解质的吸附量,研究了高电荷密度阳离子聚胺在纸浆纤维上的吸附特性,并将吸附聚胺后的纤维抄纸进行纸浆性能分析。结果表明:纸浆种类不同,聚胺的吸附量不同;吸附量随打浆度的提高而增大;吸附量随电导率升高,先增大后减小;当pH值小于8时,吸附量随pH值升高而增大;在吸附一定量聚胺后,手抄片的抗张强度、耐破度和耐折度都有不同幅度的提高。     

Interaction of cationic starch derivatives and cellulose fibres in the wet end and its correlation to paper strength with a statistical evaluation

The adsorption onto a softwood pulp of cationic modified starches with a degree of substitution (DS) ranging from 0.015 to 0.130 and native potato starch was investigated using a method based on size exclusion chromatography‐multi angle laser light scattering (SEC‐MALLS). This technique provides information about the amount and molecular composition of the adsorbed starch product such as the AP–AM‐ratio, the average MW and molar mass distribution. Factors influencing adsorption, like the electrolyte content in the suspension and the initial starch polysaccharide concentration, were investigated. Furthermore, hand sheets were made and the resulting mechanical paper strength was tested. Results were analysed statistically using analysis of variance. Representative results were discussed in detail. In general, low‐substituted cationic starch (DS 0.030) exhibited a higher degree of adsorption and resulted in high paper strength when there was a low electrolyte content in the starch–pulp‐suspension. However, high amounts of electrolytes impeded electrostatic interaction of the charged groups of the starch polysaccharides and cellulose fibre due to partial screening and therefore strongly limited adsorption. This resulted in lowered mechanical paper strength. The water quality of the suspensions had little impact on the polyelectrolyte adsorption of the highly substituted cationic starch (DS 0.100). However, paper strength was markedly higher in the case of starch adsorption where there was a high ionic content and when both starch polysaccharides–AP and AM– were adsorbed. The initial starch concentration determined starch adsorption both quantitatively and qualitatively and subsequently paper strength as well. The relation between adsorption behaviour and paper strength was discussed, particularly in the case of 6% initial starch concentration. In deionised water (DW), the low‐substituted starch (DS 0.03) adsorbed onto the pulp to a greater extent with an AP–AM‐ratio similar to that of the initial starch. Moreover, this achieved the best strength properties in contrast to 36 dGH, where less starch adsorbed and that being almost exclusively AP. In water with 36 dGH, the highly substituted starch (DS 0.100) with both the AP and AM was absorbed and this resulted in higher paper strength. In contrast, AM was almost exclusively adsorbed in DW. Increasing the initial starch concentration increased the amount adsorbed while subsequently changing the AP–AM‐ratio towards increased AM adsorption and decreased AP adsorption in the case of DS 0.100 in DW. Exclusive adsorption of AM markedly lowered the development of the paper strength.     

纳米微纤化纤维素在纸张增强与涂布中的应用

用漂白亚硫酸盐竹浆制备纳米微纤化纤维素(MFC),将MFC与漂白硫酸盐蔗渣浆、漂白针叶木浆以及漂白阔叶木浆混合抄片,探讨了浆内添加MFC对纸张物理强度性能的影响;同时在相同条件下,对MFC和阳离子淀粉的涂布效果进行比较.结果表明,在低涂布量时,MFC涂布的纸张表面强度要高于阳离子淀粉涂布的纸张.     

阳离子聚合物对混合办公废纸脱墨效果的影响

通过考察在混合办公废纸(MOW)脱墨过程中添加阳离子聚合物后脱墨分散体系的Zeta电位、接触角、吸光率、透射率等几种参数的变化,探讨了这些参数变化与脱墨浆残余油墨量及白度值的关系.实验结果表明,添加适量的阳离子聚合物对脱墨分散体系中油墨粒子的脱除有促进作用,脱墨体系的Zeta电位、接触角等与脱墨浆的性能之间存在着较好的关联性.3种阳离子聚合物对脱墨浆残余油墨量和白度值的影响程度依次为CPAM＞PAC＞CS.其中,当添加用量0.05%的CPAM时,残余油墨量减小66.77%,白度增加5.2个百分点.     

两性淀粉的制备及在废纸浆抄纸中的增强作用

通过均匀设计实验，考察了在水和有机溶剂混合反应介质中及低温条件下一步法合成磷酸型季铵基两性淀粉的主要影响因素，以及这些因素对两性淀粉阴、阳离子取代度及反应效率的影响，并将两性淀粉作为增强剂应用于废纸浆抄纸，获得了比较满意的增强效果。     

C-CD／HCS／APAM三元体系控制废纸脱墨浆DCS

研究了阳离子环糊精（c—CD）／高阳离子度淀粉（HcS）／阴离子聚丙烯酰胺（APAM）三元体系对废纸脱墨浆DCs的控制效果。结果表明：C-CD／HCS／APAM三元体系对废纸脱墨浆DCS有很好的协同控制效果,其控制效果好于C-CD／APAM双元体系和C—CD单一体系。在C-CD／HCS／APAM三元体系协同作用中,C-CD最佳用量为0．6％、HCS为0．1％、APAM为0．05％;在该C-CD／HCS／APAM三元体系作用T废纸脱墨浆的zeta电位开始逐渐增加,浆料滤水性能改善显著,浆料DCS水的浊度下降80％,阳离子需求量下降显著,且C-CD依靠其改性后仍然保留的独特“锥筒”状空腔结构,使DCs水的电导率下降约10％。     

e—CDP／CPAM／MMT三元体系控制废纸浆DCS的作用与效果

研究了阳离子环糊精聚合物（C-CDP）作为固着剂在控制废纸浆DCS的作用,结果表明其对溶解物质和胶体物质具有很好的去除效果,当用量为1％时,浊度、阳离子需求量和COD分别减少了98．67％、95％和48．17％。研究TC-CDP／CPAM／MMT体系在控制废纸浆DCS的协同作用,结果表明：C-CDP／CPAM／MMT三元体系对控制废纸浆DOS具有很好的协同作用,在C—CDP用量0．2％、CPAM用量0．1％、MMT用量0．2％时,废纸浆的Zeta电位绝对值逐渐减小,滤水性能提高45．06％,电导率下降约4．57％,阳离子需求量和浊度显著下降。