一种改善高得率浆性能的方法技术

本发明专利技术涉及一种不同DS木聚糖衍生物肉桂酰化木聚糖对APMP性能的改善。通过对不同取代度、CAX与APMP混合时间、CAX用量以及配抄条件的优化处理，获得CAX对APMP物理强度性能和配抄性能的理想工艺条件。本发明专利技术可改善APMP浆的物理强度性能和配抄性能，扩大APMP与半纤维素的应用范围，提高半纤维素的利用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于湿部化学领域，特别涉及不同取代度(DS)的肉桂酰化木聚糖(CAX)对碱性过氧化氢机械浆(APMP)物理强度和配抄性能的影响。
技术介绍
半纤维素是植物纤维细胞壁中的主要多糖组分，不同的植物体中组成半纤维素的糖单元有所不同。非结晶的半纤维素结构主要是以(1-4)-β-糖苷键为主链连接而成的线性高分子化合物。利用半纤维素的特性，对其进行功能化应用探讨，以提高其潜在的利用价值，是近些年科技研究的一个重要方向。因此，各种经过化学修饰和改性的半纤维素衍生物应运而生，而酰化半纤维素是一种重要的生物基功能化材料，具有重要的潜在应用价值。肉桂酸酐作为一种酰化剂，其不饱和双键可以作为交联活性的聚合位点，而其苯环结构既可以作为材料的疏水集团增加其疏水性，也可以用于大分子的改性多功能平台和湿部添加剂。木聚糖是半纤维素的主要聚糖，通过对木聚糖进行衍生化处理，探讨其在造纸湿部中的应用可以提高半纤维素的利用价值。尽管半纤维素衍生物的生产成本略高于淀粉、瓜尔豆胶等造纸助剂，但是作为农业废弃物中的半纤维素的可持续利用，也是我国低碳经济发展中的一个重要策略。近些年，随着化学浆生产成本的增加，一些造纸企业在纸张抄造中不断提高高得率浆的配抄比例，以降低纸张生产成本。但高得率浆存在物理强度低、细小组分含量高、白度稳定性差等弊端，影响了其应用范围的进一步扩大。因此，需要探寻较适宜的助剂来改善高得率浆的性能。
技术实现思路
为了提高APMP的强度性能和配抄性能，本专利技术提供一种新的半纤维素湿部添加剂来改善APMP的强度性能和配抄性能。本专利技术采用不同取代度下的酰化木聚糖衍生物(肉桂酰化木聚糖)作为造纸湿部添加剂，加入到APMP中，通过对不同DS、CAX与APMP的混合时间、CAX的添加量以及CAX对APMP配抄性能的优化，从而改善APMP的物理强度性能和配抄性能，提高纸张的白度和不透明度。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了酰化木聚糖在纸浆抄造中的应用。上述纸浆抄造过程中，酰化木聚糖作为湿部添加剂。优选的，所述纸浆为化机浆。更优选的，所述化机浆为APMP浆。优选的，所述纸浆为化机浆与化学浆的混合物。更优选的，所述化机浆与化学将的混合物为APMP浆与KP化学浆的混合物。优选的，所述酰化木聚糖的取代度为0.11-0.57。优选的，所述酰化木聚糖的用量为纸浆绝干质量的0.1-1.5％。优选的，所述酰化木聚糖为肉桂酰化木聚糖。本专利技术还提供了一种酰化木聚糖作为APMP湿部添加剂抄造纸张的方法，包括：将酰化木聚糖与硫酸铝添加到纸浆中，混合均匀，对纸张进行抄造处理，即得。优选的，所述酰化木聚糖的取代度为0.11-0.57；优选的，所述酰化木聚糖的用量为纸浆绝干质量的0.1-1.5％；优选的，所述混合时间为5-20min；研究发现：本专利技术的酰化木聚糖与硫酸铝混合后，将小片硫酸铝絮凝物连成大片网状，并增加絮凝网的密度，有效防止了细小纤维、填料“漏网”，因而增大整体留着效果，同时由于该“网”分布均匀，使得纸张匀度增加，强度增大，故其在增加留着的同时还具在明显的增强作用，另外由于酰化木聚糖的添加，使硫酸铝用量减少，纸张白度也会有所上升，张纸发脆也得以解决。当硫酸铝用量小于1.5％时，无法形成均匀的絮凝网，纸张的成纸强度降低，白度下降，纸张发脆。当硫酸铝用量大于2.0％时，纸张的成纸强度不再提升，水系统离子失衡，易出现抄造系统紊乱，甚至无法抄造的情况。因此，本专利技术中优选的硫酸铝的用量为纸浆绝干质量的1.5％～2.0％。硫酸铝在形成絮状物过程中受PH值影响极大，有时形成絮状物的“网”不够致密或强度过低，不能对纤维、填料、酰化木聚糖形成很好的留着，造成很大浪费。同时造成成纸强度降低，白水浓度增大，尤其浆温过高时，还会造成施胶失败。因此，本专利技术中优选的纸浆的pH值为6.5～6.7；在该范围下，形成絮状物的“网”致密而均匀，对纤维和酰化木聚糖的留着率高、抄造纸张的强度高、韧性大、不易返黄。优选的，所述抄造过程中纸页定量为60～62g/m2，浆料打浆度为49～51°SR。优选的，所述纸浆为APMP浆；优选的，所述纸浆为APMP浆与KP化学浆的混合物，其中，APMP浆的绝干质量占混合物绝干质量的10％～90％。优选的，所述酰化木聚糖为肉桂酰化木聚糖。本专利技术还提供了一种较优的酰化木聚糖作为APMP湿部添加剂的纸浆工艺采用以下步骤：(1)不同取代度(0.11-0.57)的酰化木聚糖协同硫酸铝添加到纸浆中，对纸张进行抄造处理，测定其物理性能。(2)将经步骤(1)优化后的酰化木聚糖协同硫酸铝加入到纸浆中，改变酰化木聚糖与APMP的反应时间5-20min对纸张进行抄造，测定其物理强度性能。(3)将(1)和(2)中优化后的条件带入，进一步测定酰化木聚糖的添加量(0-1.5％)对纸张性能的影响。(4)经过(1)、(2)和(3)的优化，对APMP和KP化学浆进行优化配抄(100％-50％)，测定酰化木聚糖对APMP配抄性能的影响。步骤(1)中优选酰化木聚糖的取代度为0.18，步骤(2)中优选酰化木聚糖与APMP的混合时间为15min，步骤(3)中优选酰化木聚糖的加入量为1％，步骤(4)中优选APMP与KP化学浆的比值为60％：40％。在抄造过程中纸页定量为60g/m2，APMP为阔叶木浆料，KP化学浆为针叶木浆，浆料打浆度为49°SR。优选步骤(1)中，对照样未添加CAX，其他浆均添加了CAX。纸浆pH为6.5，Al2(SO4)3用量为2％(相对于绝干浆)，CAX用量为1％(相对于绝干浆)，CAX和APMP混合时间为5min。优选步骤(2)中，对照样未添加CAX，其他浆均添加了CAX。纸浆pH为6.5，Al2(SO4)3用量为2％，CAX用量为1％，取代度为0.18。优选步骤(3)中，对照样未添加CAX，其他浆均添加了CAX。纸浆pH为6.5，Al2(SO4)3用量为2％，CAX取代度为0.18，混合时间为15min。优选步骤(4)中，100％APMP对照样、50％APMP+50％KP对照样未添加CAX，其他浆均添加了CAX。纸浆pH调至6.5，Al2(SO4)3用量为2％，CAX用量为1％，DS为0.18，混合时间为15min。本专利技术还提供了任一上述的方法制备的纸张。优选的，所述纸张的裂断长、耐破指数、撕裂指数、白度和不透明度分别为1.96km、1.06kPa·m2/g、2.44mN·m2/g、58.8％ISO和89.5％。本专利技术提供的上述纸张皆可作为铜板原纸、新闻纸等文化纸，并获得了预期的使用效果。本专利技术的有益效果(1)通过酰化木聚糖的加入，APMP纸浆表面细小纤维的留着增加，纤维之间的空隙减小，连接键增强。纸张的白度、强度、不透明度等物理性能提高，减少了其他化学助剂的使用，减轻了对环境的污染；(2)通过酰化木聚糖与纤维之间的相互作用，改善浆料纤维的性能，提高纤维的结合力，优化了纸张配抄性能，从而改善纸浆的强度性能，降低配抄成本；(3)为半纤维素的利用提供一种新的方法和思路，提高半纤维素的利用效率，降低生产成本和环境污染；(4)本专利技术提高了半纤维素的利用价值，扩大了半纤维素的应用范围，增强了APMP的物理性能，可解决阻碍我国造纸工业发展的资源和环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
酰化木聚糖在纸浆抄造中的应用。

【技术特征摘要】
1.酰化木聚糖在纸浆抄造中的应用。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述纸浆为化机浆、或化机浆与化学浆的混合物。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述化机浆为APMP浆、或所述化机浆与化学将的混合物为APMP浆与KP化学浆的混合物。4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述酰化木聚糖的取代度为0.11-0.57。5.一种酰化木聚糖作为APMP湿部添加剂抄造纸张的方法，其特征在于，包括：将酰化木聚糖与硫酸铝添加到纸浆中，混合均匀，对纸张进行抄造处理，即得。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述酰化木聚糖的取代度为0.11-0.57；或所述酰化木聚糖的用量为纸浆绝干质量的0.1-1.5％；或所述混合时间为5-20min；或所述硫酸铝的用量...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂花，陈嘉川，王强，吉兴香，周慧芳，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37