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    • 阳离子瓜尔胶对手抄纸性能的影响
    • 来源:爱学术        2019-08-20         3050
    【摘要】

    一点红心水高 www.lvhqy.tw 阳离子瓜尔胶不需要糊化,可以直接溶于水,同时由于其分子量处于中等(20万-200万左右),在提高助留助滤效果时不会产生过度絮凝,有利于改善纸页匀度。由于阳离子瓜尔胶本身为黄色,故添加到浆中后造成手抄纸的白度降低;适当取代度的阳离子瓜尔胶既可在一定程度上增加了纤维的刚性强度;也可提高手抄纸的柔韧性;阳离子瓜尔胶可在一定程度上提高手抄纸的透气性。

    近年来,随着环境?;ひ馐兜牟欢显銮?,人们逐渐把注意力转移到一些天然产物的研究上,瓜尔胶就是其中之一。瓜尔胶是一种非离子多糖,它是D-吡喃甘露糖单元以β(1,4)苷键连接为分子主链,而D-吡喃半乳糖则以a(1,6)苷键连接在聚甘露糖主链上。瓜尔胶中甘露糖与半乳糖单元的摩尔比约为15-2:1,即每隔一个甘露糖单元连接着一个半乳糖分支。与纤维素分子结构的相似性使瓜尔胶易于吸附到纤维上而产生助留助滤和增强效果。水溶液呈假塑性,没有屈服应力,是典型的缠绕的生物聚合物性质。

    由于瓜尔胶分子结构中每个甘露糖或半乳糖上都有羟基,在强碱的条件下,与阳离子醚催化剂作用生,成醚化阳离子瓜尔胶衍生物,分子链上一旦引入阳离子基团,获得一定的正电性,这种带正电的改性瓜尔胶便可以与带负电的纤维填料粒子相互作用从而提高原有的助留助虑和增强效果。与淀粉类助剂相比,阳离子瓜尔胶不需要糊化,可以直接溶于水,同时由于其分子量处于中等(20万-200万左右),在提高助留助滤效果时不会产生过度絮凝,有利于改善纸页匀度。因此,在纸张生产中瓜尔胶可用作浆内施胶剂、表面施胶剂和涂布涂料添加剂,具有很好的市场开发前景。

    本文应用阔叶木纸浆考察了阳离子瓜尔胶对手抄纸基本性能的影响。阳离子瓜尔胶E-261CP-1(CP-1)及E-261CP- 2(CP-2)均显黄色,CP- 2的取代度低于CP-1。

    阳离子瓜尔胶对手抄纸性能的影响

    阳离子瓜尔胶对手抄纸白度的影响

    两种阳离子瓜尔胶对手抄纸白度的影响趋势相同。手抄纸的白度随两种阳离子瓜尔胶添加浓度的增大而降低。主要由于阳离子瓜尔胶呈黄色,加入阳离子瓜尔胶后手抄纸的白度明显降低,但由于纤维素纤维对阳离子瓜尔胶的吸附达到一定量后(对CP-1而言该浓度为2%,而CP-2则为3%),其手抄纸的白度降低也达到一个定值。

    阳离子瓜尔胶对手抄纸抗张指数影响

    手抄纸的抗张指数先随CP-1阳离子瓜尔胶浓度的升高而增强,当阳离子CP-1浓度为25%时其抗张指数达到最大,其后抗张指数迅速降低至较原样略低的水平。而阳离子瓜尔胶CP-2使得手抄纸的抗张指数降低,当CP-2的浓度为1%是其抗张指数达到最小,其后抗张指数随CP-2的增加回升至原样的水平。

    由于阳离子瓜尔胶分子链上所带的阳离子可中和纤维素纤维中的阴离子,从而增强了纤维素纤维间的相互作用,这会对手抄纸的刚性强度带来两种影响。其一,阳离子瓜尔胶量较小时,当手抄纸中所添加的量使其链中的阳离子强度与纤维素纤维上的阴离子强度相当,使得阳离子瓜尔胶的分子链及纤维素纤维变得卷曲,从而减弱了纤维素纤维间的相互作用,其刚性强度降低。

    但当阳离子瓜尔胶取代度较大时,即便用量很小,阳离子就会成为主导作用,当附着在纤维素纤维上的阳离子瓜尔胶的阳离子强度大于纤维素纤维表面所带的阴离子强度时,与纤维素分子结构相似的阳离子瓜尔胶的分子与纤维素纤维有很强的亲和力,从而会与纤维素纤维间产生较强的相互作用,即瓜尔胶分子的支链会增大手抄纸中纤维间的距离以及增加纤维间的相互缠结,而这种相互缠结对细小纤维也起到了助留作用,因此增加了纤维的刚性强度;但当阳离子瓜尔胶浓度超过某一浓度时,阳离子电荷增多,纤维间的排斥力增大,使得手抄纸的刚性强度下降。

    阳离子瓜尔胶对手抄纸撕裂指数的影响

    两种阳离子瓜尔胶对手抄纸撕裂指数的影响趋势是一致的,即手抄纸的撕裂指数随阳离子瓜尔胶浓度的增加而增加,其后手抄纸撕裂指数基本达到一个定值。值得注意的是,CP-1在同时增强手抄纸刚性强度的同时,也使得手抄纸的柔性强度增大。而CP-2浓度为1%时,手抄纸的刚性强度最弱,柔性强度最大。

    CP为阳离子聚电解质,其分子链上的电荷使其分子链伸展,这样其侧链可以与纤维素纤维作用而结合,使纤维与纤维间的滑动性增大,柔韧性提高,从而撕裂指数上升。但当阳离子瓜尔胶达到一定浓度后CP与纤维素纤维的作用达到饱和,使得其撕裂指数基本达到定值。

    阳离子瓜尔胶对手抄纸透气度的影响

    两种阳离子瓜尔胶对手抄纸透气度的影响趋势也是一致的,即阳离子瓜尔胶的添加有助于提高手抄纸的透气度,并随着阳离子瓜尔胶添加量的增大,手抄纸的透气度先增大到一个最大值(其浓度约为1‰)后略有下降。

    由于阳离子间的排斥作用,阳离子瓜尔胶链间的距离较大,加之瓜尔胶的支链结构可与纤维素纤维缠结形成网络状结构,造成阳离子瓜尔胶与纤维素细小纤维间以及纤维素纤维间的堆积较松散,因此,手抄纸的透气性提高,当阳离子的浓度增大到一定值后,其链间的缠结增多,使纤维堆积紧密,造成手抄纸透气度下降。

    声明:本文内容来自互联网,仅供个人学习参考使用!如有侵权,请告知,我们将在24小时内及时删除,谢谢!

    参考文献

    刘一山.瓜尔胶及其衍生物在造纸行业的应用西南造纸[J].2006,35(2):48-49.51

    万小芳,李友明.瓜尔胶改性及其衍生物在造纸工业的应用.化工进展[J].2006,25(3):271-274

    王军利.阳离子瓜尔胶的制备及在造纸中的应用[D].天津:天津科技大学,2002


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