[發明專利]一種適用于高電解質環境的紙張強度增強方法

在審

• 申請號: 201811053637.1
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109082937A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 宋君龍;楊益琴;吳淑芳;王志國;任浩;金永燦;戴紅旗
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: D21H21/18
• 分類號: D21H21/18;D21F11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種應用低陽離子取代度木聚糖于高電解質造紙濕部以增強紙張強度的方法。為了解決環境污染問題，紙機白水封閉循環越來越厲害，電解質不斷積累，含量越來越高，導致造紙濕部系統成分的復雜化，其結果就是明顯降低了離子型化學品，比如陰離子淀粉和陽離子淀粉的應用效果。本發明采用微波輻射輔助合成低陽離子取代度(0.05～0.1.66)的木聚糖應用于高電解質造紙濕部以增強紙張強度，取代度在0.05?0.06的樣品其增強效果(撕裂指數和抗張指數)比未改性的對照樣好，也比更高取代度的陽離子木聚糖的效果要好。

技術領域

本發明涉及一種應用低陽離子取代度木聚糖于高電解質造紙濕部以增強紙張強度的方法，屬于造紙領域。

背景技術

為了解決環境污染問題，紙機白水封閉循環越來越厲害，電解質不斷積累，含量越來越高，導致造紙濕部系統成分的復雜化，其結果就是明顯降低了離子型化學品，比如陰離子淀粉和陽離子淀粉的應用效果。亟待開發新的造紙助劑以適應高電解質環境的需求。

半纖維素是繼纖維素之后的植物界中第二豐富的生物聚合物，在大多數植物材料中約占四分之一至三分之一，其量根據植物物種不同而略有變化。例如，甘蔗渣中是由超過25-34％的半纖維素構成，小麥秸稈中為32-38％，玉米穗中為36-38％。半纖維素木聚糖結合在纖維素微纖維的表面，將纖維相互連接起來，這些纖維構成了致密的細胞相互連接的網絡。

半纖維素是植物細胞壁的主要組分之一，是由非葡萄糖單元組成的一類多糖的總稱，占細胞壁總重的 20～35％。半纖維素與纖維素尤其是木質素緊密聯系在一起的非纖維素多糖物質，半纖維素中基本的糖單元有D-木糖、D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖醛酸、4-O-甲基-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸和少量的L-海藻糖及各種O-甲基化的中性糖。它們是低分子量的支化聚合物，聚合度為80-200，通式是(C₅H₈O₄)n和(C₆H₁₀O₅)n，分別稱為戊聚糖和己糖。半纖維素也被稱為是由幾種不同類型的單糖構成異質多聚體，這些單糖是五碳糖利六碳糖，包括木糖，甘露聚糖，阿拉伯糖和半乳糖。單糖之間分別以共價鍵、氫鍵、醚鍵和酯鍵連接，與伸展蛋白、其他結構蛋白、壁酶、纖維素和果膠等一起構成細胞壁的組成成分，使細胞壁具有一定的強度和彈性，從而以穩定的化學結構存在。半纖維素主要以木聚糖，甘露聚糖，混合連接的β-葡聚糖和木葡聚糖四種基本形式存在于細胞壁中。半纖維素多為支鏈結構，由于在側鏈類型、分布、位置和在大分子主鏈中配糖鍵連接分布的不同導致其結構方面的變化。半纖維素在細胞壁中形成的種類很多，結構復雜，且化學結構隨植物種類不同呈現較大差異。根據多糖分子中糖基組成的種類，可將半纖維素分為均多糖和雜多糖。均多糖只由一種糖基組成，比如只含有木聚糖、甘露糖或半乳糖等，而雜多糖是由兩種以上的糖基組成，如阿拉伯半乳糖和葡萄糖甘露糖等。在自然界中，半纖維素主要以雜多糖的形式存在。部分支鏈較多、分子最較小的半纖維素能夠溶于熱水。幾乎所有半纖維素都能很好的溶解在堿液和二甲基亞砜(DMSO)中。木聚糖類多糖是植物細胞次生壁中半纖維素的主要組成部分，大約占闊葉木和草本植物中生物質的20％-30％，在一些單子葉植物中甚至可以達到50％。

雖然半纖維素廣泛分布于植物中，但是由于其結構的復雜性限制了它們在工業中的應用。半纖維素獨特的化學結構，比如側鏈分枝、無定形組成的幾種不同類型的單糖(雜多糖)和不同類型的官能團(例如羥基、乙酰基、羧基、甲氧基等)，使得半纖維素在化學行為上具有多樣性，是進行化學改性的理想對象。