造纸过程中固着剂与溶解和胶体物质间的相互作用研究

固着剂通常为高度阳离子和低分子质量的聚电解质,广泛应用于造纸工业,用来将溶解和胶体物质(DCS)附着到木材纤维上,并将其从造纸系统中除去。然而,固着剂与DCS之间的相互作用仍然不太明确。在本研究中,以氧化淀粉、树脂酸及其混合物分别作为模拟造纸配料中溶解物质(DS)、胶体物质(CS)及溶解和胶体物质(DCS)的模型。实验采用3种不同的多胺固着剂(PA)进行处理,并通过分析固液分离后模型化合物的残留浓度来评价其对系统稳定性的影响。DS与CS的相互作用可以由实验结果来推断。在单一系统中,固定剂除去氧化淀粉的效果比较差,而除去树脂酸的效果比较好。然而,在混合DCS系统中,氧化淀粉的去除得到改善,而树脂酸的去除则变差。结果表明,当混合DCS系统中加入固着剂时,首先将DS改为DS-聚电解质复合物(PEC),并将PEC连接到CS颗粒表面,提高后者的稳定性,使其更难以被去除。另一方面,一旦CS稳定性受到干扰并且有絮聚发生,与单一的DS系统相比,更多的DS可以被去除。     

不同取代度淀粉基固着剂在BCTMP中的作用

本研究制备了DS仅为0.08和0.22的两种降解型阳离子淀粉LHCS0.08与LHCS0.22,作用于漂白化学热磨机械浆(BCTMP),并与传统的聚胺固着剂(PA)作比较,探讨这三种助剂不同的湿部化学行为和纸张增强效果。结果发现:在相同用量下,两种LHCS具有较好的吸附到纤维的特性,其中LHCS0.22与胶体物质作用的能力高于聚胺,聚胺则在中和溶解电荷方面的效果更强。在纸张增强上,LHCS0.08和LHCS0.22明显优于PA。研究认为,取代度控制为0.22的降解型阳离子淀粉可作为BCTMP的良好固着剂使用。     

低分子质量HCS控制聚糖类阴离子垃圾

将低分子质量的高取代度阳离子淀粉(LHCS)与传统的阴离子垃圾控制剂聚胺在废纸浆中的不同湿部行为进行了比较,并以果胶、氧化淀粉和半纤维素作为聚糖类阴离子垃圾模型物,通过测定体系上清液的吸光度、Zeta电位、聚糖组成成分的变化等,探索LHCS控制聚糖类阴离子垃圾的作用机理.结果表明,与阳离子电荷密度更高的聚胺阴离子垃圾控制剂相比,LHCS对聚糖类阴离子的处理效果具有明显的优势,说明LHCS能以电性中和之外的氢键作用机理对聚糖类阴离子垃圾进行去除.     

自制淀粉固着剂LHCS

低分子质量高取代度阳离子淀粉（LHCS）是一种能较好的处理废纸浆中DCS的淀粉基固着剂。为进一步扩展LHCS的应用,消除高得率浆中DCS的不良影响,罗灵芝等人以漂白化学热磨机械浆（BCTMP）为原料,探讨了LHCS预处理BCTMP对多种湿部化学助剂吸附于纤维以及它们的作用效果。     

淀粉基固着剂提高湿部助剂的吸附与作用效果

采用一种淀粉基固着剂——低分子质量高取代度阳离子淀粉(LHCS)对漂白化学热磨机械浆(BCTMP)进行预处理,通过紫外可见光谱法测量双三嗪氨基二苯乙烯荧光增白剂(FWA)、甲基紫(MV)显白剂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷湿强树脂(PAE)、阳离子淀粉增干强剂(DSA-CS)、烷基烯酮二聚体施胶剂(AKD)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)在BCTMP纤维上的吸附量及吸附率。结果表明,LHCS预处理可在一定程度上提高这些助剂在BCTMP纤维上的吸附,从而使它们的作用效果得到明显提升。     

固着剂与助留剂协同控制DCS时的胶体聚集研究

将固着剂聚胺(PA)、助留剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)单独以及协同处理旧报纸脱墨浆,采用聚焦光束反射测定仪(FBRM)考察浆料中残余胶体粒子的数量、尺寸及其分布,探讨固着剂与助留剂单独及协同控制溶解与胶体物质(DCS)时的胶体聚集现象。结果表明,实验所用的PA单独处理纸浆时,会产生部分不能固着于纤维或被纤维网络截留的胶体聚集体;CPAM单独处理纸浆时,其电荷容易被DCS中和,导致其降低纸浆胶体粒子数量的效果明显下降,但并不产生胶体聚集体;PA-CPAM协同处理纸浆时,CPAM能将PA预处理纸浆时产生的部分胶体聚集体进一步固着到纤维上,达到更好的降低胶体粒子数量的效果,且不产生更大的胶体聚集体。     

低相对分子质量高阳离子度淀粉的开发与应用研究

该文基于纸机湿部控制溶解与胶体物质的重要性,论述了开发淀粉基固着剂的由来,就高阳离子度淀粉(HCS)特别是低相对分子质量高阳离子度淀粉(LHCS)的开发过程、应用性能及作用机理等方面概述了国内的研究状况,并就今后的研究开发方向及中试生产提出了建议。     

旧报纸碎浆过程中产生的溶解与胶体物质的研究

系统研究了旧报纸碎浆过程中释放的溶解与胶体物质(DCS)。利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析了在碎浆过程中产生的碳水化合物、树脂酸和脂肪酸,并用紫外分光光度法定性定量测定了木素含量。结果表明,DCS中溶解性物质占较大比例,碎解过程中释放出最多的糖类是木聚糖,而亲脂性抽出物中树脂酸的含量高于脂肪酸的含量,DCS中的木素主要以溶解木素的形式存在。     

高取代度阳离子淀粉和瓜尔胶控制废纸浆胶粘物

分别考察了高取代度阳离子淀粉(HCS)、高取代度阳离子瓜尔胶(HCG)、聚胺(PA)等组成的单一体系、二元体系以及三元体系控制废纸浆胶粘物的效果。结果发现,单一体系的效果均不理想,而且HCS与HCG的效果差于PA;在化学品总用量相同条件下,二元体系明显优于单一体系,三元体系的效果更佳。HCS、HCG和PA具有不同的作用机理,尽管HCG的取代度(DS=0.30)远小于HCS(DS=0.94),HCG的效果却好于HCS。电性中和理论能较好地解释浆料滤液阳离子需求量和COD的变化,但对胶粘物去除效率和滤液浊度的变化等性能则不能完全解释。HCS与HCG控制胶粘剂的机理可能涉及到与DCS间的氢键结合。     

聚乙烯亚胺对阴离子干扰物的化学控制及对纸料湿部性能的影响

造纸湿部系统中溶解与胶体物质(Dissolved and Colloidal Substances,简称DCS)以及无机电解质积累所引起的黏性干扰物问题对造纸生产具有严重影响。选用低分子质量、高阳电荷密度的聚乙烯亚胺(Polyethylenimine,简称PEI)固着剂控制纸料中的DCS,探究不同Ca~(2+)浓度及PEI用量条件下DCS的固着效果,并探讨其对纸料湿部性能的影响。结果表明:随着PEI用量提高,DCS的固着效果提高,纸料的Zeta电位绝对值和网下滤液阳离子需求量降低,纸料滤水速度略有提升;当纸料中存在Ca~(2+)时,Ca~(2+)会屏蔽纤维及DCS模拟物表面负电荷,影响PEI对DCS的固着效果,但可提升纸料的滤水性能。