淀粉基固着剂的制备优化与作用性能研究

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白水封闭循环程度的提高使得抄造系统中溶解与胶体物质(以下简称DCS)的含量逐渐增加,其沉积问题给纸机运行性能、纸品质量和纸张生产成本带来了诸多不良的影响。前期研究表明,淀粉基固着剂(以下简称SBF)与纸浆纤维以及溶解于浆料中的多糖类物质具有极好的亲和性,具有独特的控制DCS的性能。但该SBF的取代度(DS)高达0.65,产品成本较难为工厂接受。另外应用该SBF必须采用现场降解技术,不仅增加设备投资,产品的稳定性也需要更严格地控制。如何改进生产工艺,使其成本下降,并得到运输、储存和应用便利的产品,值得进一步加以探索。为此,本研究首先遵循原来先醚化后酸化降解的工艺路线,制备了取代度更低的阳离子淀粉酸降解产物(DS=0.22和0.08),并与传统的聚胺(PA)控制剂一起作用于阔叶木BCTMP,对它们的应用效果进行了考察,结果表明,取代度为0.22和0.08的阳离子淀粉酸降解产物具有很好的吸附于阔叶木BCTMP的特性,且在处理胶体物质方面的作用效果较佳,对纸张的增强效果也较好。取代度降至0.22的产物仍可以作为BCTMP的良好固着剂使用。然后,制取了液态先醚化后降解型固着剂产品,在加入杀菌剂后,对它们的稳定性进行了考察。结果表明,先醚化后降解制得的液态淀粉基固着剂在室温条件下放置五天后,表观粘度稳定性和pH值均趋于稳定。接着,本研究采用新的制备路线,即采用酸、酶、氧化剂先降解淀粉,再将降解淀粉阳离子醚化,优化制备了新型的淀粉基固着剂(先降解后醚化型淀粉基固着剂),并作用于阔叶木PRC-APMP浆料,考察了其湿部化学特性和增强作用。结果表明:在合适反应条件下,可以以较高的反应效率制得先降解后醚化型淀粉基固着剂。以不同降解程度和降解方式的淀粉为原料,醚化剂用量相同的情况下,制得SBF产品的取代度相近;在取代度不高于0.32时,降解程度对于SBF处理DCS没有明显影响,但降解程度低的SBF具有更好的助留助滤效果。比较不同降解方法所得SBF的作用效果表明,酸降解SBF和氧化降解SBF更容易吸附到纤维上,同时酸降解SBF和酶降解SBF有更佳的助留助滤效果;SBF对纸张的增强效果明显优于传统的聚胺(PA)固着剂,用量达0.4%odp时,降解程度高的SBF能更好地提高抗张强度,特别是酶降解SBF;而酸降解SBF和酶降解SBF对于耐破强度的提升明显优于氧化降解SBF;对于撕裂强度,各种SBF都有一定的提升作用且差异不明显。最后,优选出三种不同降解方法的先降解后醚化型SBF,结合一种取代度为0.28的醚化降解间隔反应型SBF(该SBF在本研究中为试制产品,不作重点),对其作用效果进行了比较,结果发现:先酶解后醚化型淀粉基固着剂(E-SBF)在处理DCS和助留助滤效果上均优于先酸降解后醚化型SBF (A-SBF)、先氧化降解后醚化型SBF(O-SBF)和醚化降解间隔反应型SBF (S-SBF); E-SBF和¨(A-SBF)对纸张的抗张强度和耐破强度等物理性能的提高尤为明显。
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