[發明專利]一種改性塔拉膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310608762.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103572651A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 靳麗強;魏延偉;徐清華;巴金
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: D21H21/10
• 分類號: D21H21/10;D21H17/69
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

（一）技術領域

本發明涉及一種改性塔拉膠及其制備方法和作為造紙助留助濾劑的應用，屬于造紙技術領域。

（二）背景技術

隨著造紙工業的飛速發展和造紙技術的不斷革新，紙機朝著大型化、高速化方向發展，在大量使用二次纖維的情況下，紙張的抄造對造紙濕部助劑的依賴性越來越強。助留助濾劑廣泛應用在現代造紙工業中，經濟效益十分明顯。在提高紙料留著率和濾水性能的同時，可以減輕排水污染，白水封閉循環系統可正常運行，改善成紙的質量并能盡量減少對紙張其它物理性能的不利影響。

在煤、石油和天然氣等不可再生資源日益枯竭的現狀下，充分開發利用可再生資源成為必然趨勢。造紙行業面臨著巨大的資源與環境壓力，以生物質制備造紙化學品及利用生物資源進行生物和化學改性制備新材料，是未來紙業發展的方向。從植物制取的多糖膠，原料的來源豐富，制備工藝相對簡單，生產過程對環境的影響較小，同時產品具有若干獨特的性能和作用效能。隨著分離和提取技術的發展，植物多糖膠的應用領域也在不斷地拓展，成為廣受關注的研究領域。在造紙工業中，植物多糖膠主要作為功能性助劑來應用，以獲得增強及絮凝等作用。

塔拉（Tara），又名刺云實，是蘇木科云實屬的一種長綠灌木或小喬木。塔拉的種子即塔拉豆，塔拉豆主要由種殼、塔拉膠層和種胚層組成。目前國內外多采用機械剝離法來加工塔拉豆，生產塔拉膠。塔拉膠的結構是由D-甘露糖通過β-（1→4）糖苷鍵連接構成主鏈，在某些甘露糖基位置通過α-（1→6）糖甙鍵連接D-半乳糖形成側鏈，從而構成多分枝結構的聚糖。目前，塔拉膠主要是作為膠凝劑或增稠劑應用在食品和飼料工業上。但是天然塔拉膠由于其非離子性，在紙漿中留著性差，用作造紙助留助濾劑時會影響其應用性能。

（三）發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種改性塔拉膠及其制備方法。

本發明還提供該新型改性的塔拉膠作為造紙助留助濾劑的應用。

本發明的技術方案如下：

一種用于造紙助留助濾的改性塔拉膠，是將塔拉膠膠液與改性液混合、攪拌5min～10min制得的，其中，

所述塔拉膠膠液是塔拉膠粉溶于去離子水中，配制成質量濃度0.1-1.0wt%膠液；

所述改性液是改性劑溶于去離子水中，配制成質量濃度為0.1-1.0wt%、pH為10～14的溶液；

所述塔拉膠粉與改性劑的質量比為1：1-3，所述改性劑是硼酸、苯硼酸、硼酸鈉或硼酸鉀。

根據本發明，一種改性塔拉膠的制備方法，包括步驟如下：

（1）改性液的配制

將一定量的改性劑溶于去離子水中，配制成質量濃度為0.1-1.0wt%的溶液，調節pH為10-14；得改性液；

所述改性試劑是硼酸、苯硼酸、硼酸鈉或硼酸鉀。

（2）塔拉膠膠液的配制

稱取一定量塔拉膠粉，加入到70-80℃的去離子水中，調節質量濃度至0.1-1.0wt%，攪拌至全部溶解；

（3）改性塔拉膠的制備

按塔拉膠粉與改性劑的質量比為1：1-3的比例，在室溫下將塔拉膠膠液和改性液混合，攪拌5min-10min，即得改性塔拉膠。

步驟（2）中的攪拌是采用電動攪拌器攪拌。所述電動攪拌器為本領域常規設備，市場有售。

根據本發明優選的，步驟（1）中調節pH值為10-11.5；優選的pH調節劑為NaOH；一般使用濃度為5-15wt%的NaOH溶液。

根據本發明優選的，步驟（1）中改性液的濃度為0.1-0.5wt%。

根據本發明優選的，步驟（2）中塔拉膠膠液的濃度為0.1-0.3wt%。

本發明所得改性塔拉膠產品為透明溶液，與未改性塔拉膠相比，表觀電荷密度（負值）大大增加，在pH為9時，由-0.09meq/g左右增加到約-1.1meq/g。提高約11-12倍。

根據本發明，所述的改性塔拉膠作為造紙助留助濾劑的應用，在抄紙工藝步驟之前，向紙料體系中加入本發明的改性塔拉膠，加量為相對絕干紙料質量的0.05-2wt%。

更為詳細的，所述的改性塔拉膠作為造紙助留助濾劑應用，方法如下：