[發明專利]一種以木薯渣為原料制備造紙濕部化學添加劑的方法

有效

• 申請號: 201110074150.3
• 申請日: 2011-03-28
• 公開（公告）號: CN102154936A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 武書彬;陶正毅;趙媛媛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D21H21/10
• 分類號: D21H21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于改性淀粉/纖維素領域，特別涉及一種從木薯淀粉廠的下腳料——木薯渣中提取淀粉及纖維素并加以改性，用作造紙濕部化學添加劑的方法。

背景技術

近年來，隨著煤炭、石油、天然氣等不可再生化石資源總量的不斷減少，新能源的開發和利用已經成為人類目前研究的熱點，而作為太陽能的一種重要表現形式，生物質能取之不盡用之不竭，具有可再生、低污染、廣分布、儲量大等優點，是解決未來能源危機最有潛力的途徑之一。

木薯作為熱帶、亞熱帶地區重要的農業資源，屬于生物質能資源的一部分，世界木薯鮮薯總產量為2.02?億噸，中國木薯的總產量約為600萬噸。目前，木薯主要用于制取淀粉，但大量木薯渣殘余，以干物質計算，我國每年約有13.2?萬噸。經測定，干渣含淀粉40%、粗纖維23.8%、粗蛋白1.27%、粗脂肪1.06%、13%水及少量糖類和礦物質等。因此木薯渣中除去殘余淀粉外，其主要物質為粗纖維，具有開發應用潛質。

淀粉和纖維素是自然界中最為豐富的兩種葡萄糖基天然高分子聚合物，作為重要的可再生資源，目前已經在纖維、造紙、薄膜、聚合物、涂料等眾多工業領域得到了廣泛應用，其中與羥基相關的衍生化反應是其最主要的轉化利用方式之一。在日用精細化工等許多工業部門，纖維素及淀粉的改性產品及其接枝共聚物已成為不可缺少的添加劑。如季銨化反應能夠增加它們的水溶性和陽離子性等,并且具有與陽離子聚合物和兩性聚合物相似的化學特性，具有較好的應用范圍。最典型的陽離子試劑是3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，在堿性條件下陽離子試劑先形成環氧化物，再與葡萄糖糖單元上的羥基發生反應。陽離子聚合物是分子鏈上具有陽電荷的功能高分子材料，性能獨特，如陽離子淀粉具有高度的分散性和溶解性，在纖維上有高的留著率，?大大拓展了淀粉在造紙中的應用范圍：增強紙頁強度；提高填料、細小纖維的留著率；改善濾水速率；降低生產成本；降低BOD；提高施膠效率等。纖維素和淀粉具有相似的化學性質，經過適當的化學改性，同樣可以獲得類似或者更好的使用效果。

目前針對木薯渣的開發主要是混配飼料和生物發酵生產酒精等，但消耗量有限，大部分木薯渣被廢棄，不僅造成資源浪費，而且嚴重污染環境。但以木薯渣為原料制備造紙化學添加劑的應用實例未見報道。

發明內容

本發明的目的是針對木薯渣綜合利用不足且廢棄后對環境造成污染的現狀，提供一種以木薯渣為原料制備造紙濕部化學添加劑的方法。

本發明是將木薯渣碎解后用清水沖洗分散，脫除懸浮木薯皮及粗纖維后將沉降的木薯渣及細小纖維脫水留用，得到沉降物；從脫除的木薯皮和粗纖維中經干燥、分散、風選分離得到粗纖維；將所述粗纖維與沉降物混合稀釋成渣漿，經次氯酸鈉-過氧化氫聯合處理，將處理后渣漿經鹽酸中和至中性后，洗滌壓榨脫水再經球磨成粉末；粉末與乙醇、異丙醇或丙酮混合后經氫氧化鈉堿化，再以一氯乙酸、環氧乙烷、環氧丙烷或者鹵代烷基季銨鹽為介質對粉末進行化學改性，改性完成后傾出殘液得到合成混合物，合成混合物經乙醇洗滌過濾后，濾餅經干燥粉末化得到木薯渣基改性產物。

本發明的目的具體通過以下技術方案得以實現：

（1）將木薯渣碎解后用清水沖洗分散，脫出懸浮的木薯皮和粗纖維后將沉降的木薯渣及細小纖維脫水留用，得到沉降物；從脫出的木薯皮和粗纖維中經干燥、分散、風選分離得到粗纖維；將所述粗纖維與沉降物混合，即得到粗選木薯渣；

（2）將步驟（1）所述粗選木薯渣稀釋成質量濃度為5～10%的中濃渣漿，調節pH值為9～11，30～60℃下用有效氯濃度為1～5%的次氯酸鈉和2～4%的過氧化氫處理15～90min；

（3）將經步驟（2）處理后的渣漿用鹽酸中和至中性后，經洗滌、篩分、壓榨脫水后，在80～100℃下干燥至恒重，得到精制木薯渣；

（4）用球磨機將所述精制木薯渣研磨3～6h后，得到精制木薯渣基粉末；

（5）常溫下將所述精制木薯渣基粉末與有機溶劑按質量體積比1:1~1:10g/ml均勻混合，在30℃～50℃下預熱攪拌5～15min后，再加入與所述精制木薯渣質量體積比為1:3~1:5g/ml的濃度為9～205g/L的NaOH溶液堿化，得堿化產物；所述堿化溫度為30℃～70℃，堿化時間10～60min；所述有機溶劑為乙醇、異丙醇或丙酮；