[發(fā)明專利]低分子量高陽離子取代度淀粉控制廢紙漿微膠黏物

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910068048.5
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101525856A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立軍;羅靈芝;查瑞濤
• 申請（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號: D21C3/22
• 分類號: D21C3/22;D21H21/04;D21H17/29
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域尤其是制漿造紙行業(yè)，特別涉及一種新型的微膠黏物控制方法。?

背景技術(shù)

我國造紙行業(yè)的纖維原料結(jié)構(gòu)中廢紙漿所占的比例逐年升高，大大地節(jié)約了森林資源和能源。然而廢紙的大量回用也增加了紙張生產(chǎn)過程中污染物的種類及復(fù)雜性，其中的膠黏物控制是一大難點(diǎn)。以粒子的尺寸大小為劃分點(diǎn)，膠黏物可分為大膠黏物和微膠黏物，微膠黏物絕大部分以溶解或膠體的狀態(tài)存在，與大膠黏物相比而言更難控制，其積累將給紙機(jī)的連續(xù)運(yùn)行性和紙張質(zhì)量帶來極大的不良影響，同時(shí)增加其它功能性造紙助劑和過程性造紙助劑的消耗量。解決廢紙漿微膠黏物的沉積問題是當(dāng)前濕部化學(xué)研究的一個(gè)重要方向。?

目前工廠普遍采用化學(xué)法對微膠黏物進(jìn)行控制。化學(xué)法中又以固著劑法應(yīng)用最為廣泛，它主要是指用分子量小、陽電荷密度高的無機(jī)或有機(jī)電解質(zhì)將陰離子性較強(qiáng)的微膠黏物成分固著到紙張纖維或填料上，然后通過濕紙頁的成型帶出抄造系統(tǒng)，使系統(tǒng)得到凈化。常用的固著劑包括硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯亞胺和聚乙烯胺等，都具有各自的優(yōu)點(diǎn)。但是一般地，無機(jī)的硫酸鋁和聚合氯化鋁在中堿性抄造系統(tǒng)中的效果不如有機(jī)類的聚合電解質(zhì)；聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺等則存在價(jià)位過高的問題；在石油資源日益枯竭的當(dāng)今，基于天然高分子改性的高取代度陽離子淀粉，由于原料相對方便易得，具有較廣的發(fā)展前景。并且由于淀粉具有其獨(dú)特的分子構(gòu)型，使得高取代度淀粉與紙漿纖維以及溶解于漿料中的碳水化合物類微膠黏物具有極好的親和性，因此可以去除更廣泛地去除廢紙漿中的微膠粘物，同時(shí)保持甚至增加紙張的強(qiáng)度。為了確保高取代度淀粉的這種優(yōu)越性，本發(fā)明采用分子構(gòu)型不同的淀粉為原料，采用酸降解技術(shù)制得低分子量、高取代度的直鏈和支鏈陽離子度淀粉，一方面增加可作用于廢紙漿的淀粉的有效數(shù)量，同時(shí)防止淀粉由于分子量過大、過度絮凝漿料導(dǎo)致紙張勻度和強(qiáng)度變差的問題產(chǎn)生，得到了良好的廢紙漿微膠粘物控制效果。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種新型的微膠黏物控制方法。?

采用的技術(shù)路線是將低分子量的直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉作用于廢紙漿料，控制微膠黏物；在漿料負(fù)電性較強(qiáng)時(shí)，以低分子量直鏈高取代度陽離子淀粉作微膠黏物控制劑；需要考慮成紙強(qiáng)度時(shí)，則以低分子量支鏈高取代度陽離子淀粉作微膠黏物控制劑。?

新型的微膠黏物劑的制備及其使用，包括下述步驟：?

1.將一定量的氫氧化鈉溶液均勻地噴灑于直鏈淀粉或支鏈淀粉中，在體系含水量為25～30％的條件下，加入環(huán)氧丙基三甲基氯化銨醚化劑，在50～60℃反應(yīng)4～6小時(shí)，冷卻后，用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)pH值至6～7，真空干燥，得到直鏈或支鏈的高取代度陽離子淀粉；?

2.將步驟1所述的直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉配制成0.1％～0.3％的濃度，在90?℃糊化30分鐘后，加入鹽酸，于25～35℃水浴反應(yīng)10～15分鐘，取出，用氫氧化鈉調(diào)pH值至6～7，得到低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉；?

3.將步驟2所述的低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉作用于2％～5％漿濃的廢紙漿料。?

在步驟1中，氫氧化鈉：直鏈或支鏈淀粉為1～1.5∶100，g/g，最佳用量為1.5∶100，g/g；環(huán)氧丙基三甲基氯化銨：直鏈或支鏈淀粉為0.8～1.2∶1.0，g/g，最佳用量為1.2∶1.0，g/g；?

在步驟2中，鹽酸：直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉葡萄糖單元為0.2～0.4∶1.0，mol/mol，最佳用量為0.3∶1.0，mol/mol；?

本發(fā)明的效果：低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉的最高取代度可達(dá)0.94，具有很好的水溶性，對呈溶解狀態(tài)或膠體狀態(tài)的微膠黏物有很好的控制能力，其中低分子量支鏈高取代度陽離子淀粉可以在實(shí)現(xiàn)高效率的微膠黏物控制效果的同時(shí)維持甚至增加紙張強(qiáng)度性能。?

附圖說明

圖1低分子量直鏈和支鏈高取代度陽離子淀粉的廢紙漿微膠黏物控制效果?

圖2低分子量直鏈和支鏈高取代度陽離子淀粉對紙頁物理性能的影響?

附圖標(biāo)記說明?

圖1：?

A低分子量直鏈高取代度陽離子淀粉用量相對于絕干廢紙漿料為0.6％時(shí)，漿料濾水速度可提高65.8％，濾液的濁度下降95.0％，濾液的陽離子需求量變成負(fù)值，漿料纖維發(fā)生電性逆轉(zhuǎn)；?

B低分子量支鏈高取代度陽離子淀粉用量相對于絕干廢紙漿料為0.6％時(shí)，漿料濾水速度可提高56.0％，濾液濁度下降95.7％，濾液的陽離子需求量降低92.8％；漿料纖維發(fā)生電性逆轉(zhuǎn)；?