一种提高纸张湿强度的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提高纸张湿强度的制备方法，步骤为：a.将未漂白绝干浆中加入水，加入高碘酸钠在pH＝2‑3、45‑50℃、氮气保护条件下避光搅拌氧化3‑4h，脱水处理得到氧化后绝干浆；b.氧化后绝干浆中加入水，加入聚乙烯亚胺PEI溶液，室温条件下反应5‑10min，抄纸后得到高湿强度纸张。本发明专利技术制备纸张的湿强度得到大幅的提高，本发明专利技术使用的氧化工艺步骤简单、便于操作，且不会产生环境问题，纸张使用时利于人类健康。

A preparation method for improving the wet strength of paper

The invention discloses a preparation method for improving the wet strength of paper. The steps are as follows: A. adds water in the unbleached dry pulp, adding sodium periodate at pH = 2, 3, 45, 50, and nitrogen protection under the protection of nitrogen, and oxidize 3 4h, and the dehydrated dry pulp is obtained after oxidation; after B. oxidation, water is added to the dry pulp and PE is added to polyethylene. Imine PEI solution, 5 10min at room temperature, high moisture strength paper after paper. The wet strength of the paper made by the invention has been greatly improved. The oxidation process of the invention is simple and easy to operate, and it will not produce environmental problems, and the paper is used in the use of the paper for human health.

【技术实现步骤摘要】
一种提高纸张湿强度的制备方法
本专利技术涉及制浆造纸，具体地指一种提高纸张湿强度的制备方法。
技术介绍
纸产品作为一种可降解的环保型材料，兼具良好的物理性能，目前已在诸多领域得到广泛的应用。自改革开放以来，随着经济、文化的不断发展，人们对纸张的需求量不断增加，对纸张性能的要求也在不断提高。现在人们常用的生活用纸可分为厨房用纸、厕所用纸、餐巾纸、面巾纸、妇女卫生巾、婴儿尿垫等。这些纸产品对湿强度均有很高的要求，在制造过程中几乎都需要用到湿强剂这类化学品，以提高其在浸湿状态下的强度。现今常见的造纸湿强剂包括脲醛树脂(UreaFormaldehydeResin，UF)、三聚氰胺甲醛树脂(MelamineFormaldehydeResin，MF)、聚酰胺环氧氯丙烷树脂(PolyamideEpichlorohydrinResin，PAE)、聚乙烯亚胺(Polyethylenimine，PEI)等。这些湿强剂均具有着较好的湿强效果，但是都存在着一些缺点。例如三聚氰胺甲醛树脂(MF)、脲醛树脂(UF)会释放出游离甲醛而造成环境污染问题，目前在国内外已开始被禁用。聚酰胺环氧氯丙烷树脂(PAE)中有机氯含量高，不利于环保，其与聚乙烯亚胺(PEI)作为湿强剂应用于造纸过程中时仅仅只与纤维形成结合强度较弱的氢键，对纸张湿强度的提高存在一定的局限性。目前为止，在我国的制浆造纸行业中仍然是依靠直接添加湿强剂的方式来提高纸产品的湿强度，但此法显然已无法满足实际生产的需要。日本的TsuguyukiSaito等人采用TEMPO氧化体系对纤维进行选择性氧化，在纤维表面引入醛基，并加入PEI，纤维表面的醛基与PEI上的氨基发生反应，最终形成结合强度比氢键更强的希夫碱结构，使得制备纸张的湿强度得到大幅提高。但TEMPO氧化在纤维表面引入的醛基数量有限，限制了纸张湿强度的进一步提高。高碘酸钠能够将纤维素C2和C3位上的仲羟基选择性氧化成醛基进而得到双醛纤维素(DialdehydeCellulose，DAC)。双醛纤维素具有大量的醛基，能够与氨基结合产生更多的希夫碱结构，提高纸张湿强度。因此，本专利技术提出采用高碘酸钠选择性氧化使纸浆纤维表面产生大量的醛基，在加热的条件下纤维表面的大量醛基会与PEI分子链上的氨基形成大量的希夫碱结构，二者间共价交联，纸张纤维的结合强度得到大幅提高，进而提高纸张的湿强度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种健康环保、提高纸张湿强度的制备方法。本专利技术的技术方案为：一种提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤为：a.将未漂白绝干浆中加入水，加入高碘酸钠在pH＝2-3、45-50℃、氮气保护条件下避光搅拌氧化3-4h，脱水处理得到氧化后绝干浆；b.氧化后绝干浆中加入水，加入聚乙烯亚胺PEI溶液，室温条件下反应5-10min，抄纸后得到高湿强度纸张。上述方案中，步骤a中高碘酸钠加入量为未漂白绝干浆质量的2-5％。优选2-3％，从而有利于高碘酸钠充分将未漂白绝干浆中纤维素仲羟基选择性氧化成醛基，又避免过多未反应的高碘酸钠残留，由于高碘酸钠极易分解，过多的高碘酸钠影响反应的稳定性。上述方案中，步骤a中未漂白绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-5％。优选1-3％，从而有利于未漂白绝干浆在水中均匀分散，纤维素链充分舒展，与高碘酸钠充分反应。上述方案中，步骤b中氧化后绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-5％。优选1-3％，从而有利于氧化后绝干浆在水中均匀分散，纤维素长链充分舒展，醛基与PEI充分反应。上述方案中，步骤b中PEI溶液浓度为1-3g/L。优选1-2g/L，PEI以溶液形式加入，PEI本体为水溶性粘稠状液体，以水溶液进入后可迅速均匀作用于氧化后绝干浆。上述方案中，步骤b中PEI溶液的加入量为所含PEI质量为氧化后绝干浆质量的1％-3％。优选1％-2％，从而有利于PEI充分与氧化后绝干浆中醛基交联，提高纸张强度。本专利技术较好的技术方案为：a.将未漂白绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-5％，加入质量为未漂白绝干浆质量2-5％的高碘酸钠，在pH＝2-3、45-50℃、氮气保护条件下避光搅拌氧化3-4h，脱水处理得到氧化后绝干浆；b.氧化后绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-5％，加入浓度为1-3g/L聚乙烯亚胺PEI溶液，聚乙烯亚胺PEI溶液中PEI质量为氧化后绝干浆质量的1％-3％，室温条件下反应5-10min，60g/m2定量抄纸后得到高湿强度纸张。本方案通过高碘酸钠、聚乙烯亚胺PEI的配合，使PEI与纤维素充分交联，纸张湿强度、干强度均有提高，分别达到：43.55-55.87N·m/g和8.46-14.46N·m/g。本专利技术更好的技术方案为：a.将未漂白绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-3％，加入质量为未漂白绝干浆质量2-3％的高碘酸钠，在pH＝2-3、45-50℃、氮气保护条件下避光搅拌氧化3-4h，脱水处理得到氧化后绝干浆；b.氧化后绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-3％，加入浓度为1-2g/L聚乙烯亚胺PEI溶液，聚乙烯亚胺PEI溶液中PEI质量为氧化后绝干浆质量的1％-2％，室温条件下反应5-10min，60g/m2定量抄纸后得到高湿强度纸张。本方案通过高碘酸钠、聚乙烯亚胺PEI的精确配合，使PEI与纤维素充分交联，纸张湿强度、干强度均有提高，分别达到：49.35-55.87N·m/g和11.2-14.46N·m/g。本专利技术更优选的技术方案为：a.将未漂白绝干浆中加入水至溶液质量分数为2.4％，加入质量为未漂白绝干浆质量2％的高碘酸钠，在pH＝2、45℃、氮气保护条件下避光搅拌氧化3h，脱水处理得到氧化后绝干浆；b.氧化后绝干浆中加入水至溶液质量分数为1.88％，加入浓度为1g/L聚乙烯亚胺PEI溶液，聚乙烯亚胺PEI溶液中PEI质量为氧化后绝干浆质量的2％，室温条件下反应5min，60g/m2定量抄纸后得到高湿强度纸张。本方案通过未漂白绝干浆溶液与高碘酸钠发生平稳充分的反应，再与PEI进行立体交联，纸张湿强度、干强度均有提高，分别达到：55.87N·m/g和14.46N·m/g。本专利技术根据氨基与醛基反应形成希夫碱结构的原理，采用高碘酸钠对纸浆进行选择性氧化，在纤维表面引入大量醛基，其反应过程如下所示：以PEI作为添加剂，在加热条件下，纤维表面上的醛基与PEI分子链上的氨基形成希夫碱结构，使得分离的纤维与PEI通过希夫碱结构连接起来，两者间形成牢固的共价键交联，使得结合强度大幅度提高，从而制备出具有良好性能的纸张，尤其具有较好的湿强度。所述的思路如下所示：与现今的技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术制备纸张的湿强度得到大幅的提高。(2)本专利技术制备纸张的其他物理性能相较于普通的纸张也更为优良。(3)本专利技术使用的氧化工艺步骤简单、便于操作，且不会产生环境问题，纸张使用时利于人类健康。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1以未漂针叶木硫酸盐浆、PEI为原料制备高湿强度纸张。(1)纸浆氧化称取18g未漂白针叶木硫酸盐绝干浆(即未漂白绝干浆，打浆度：45°)，加入720mL的蒸馏水，快速加入2％(对未漂白绝干浆质量)高碘酸钠，调节pH为2，并通入氮气保护。在45本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤为：a.将未漂白绝干浆中加入水，加入高碘酸钠在pH＝2‑3、45‑50℃、氮气保护条件下避光搅拌氧化3‑4h，脱水处理得到氧化后绝干浆；b.氧化后绝干浆中加入水，加入聚乙烯亚胺PEI溶液，室温条件下反应5‑10min，抄纸后得到高湿强度纸张。

【技术特征摘要】
1.一种提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤为：a.将未漂白绝干浆中加入水，加入高碘酸钠在pH＝2-3、45-50℃、氮气保护条件下避光搅拌氧化3-4h，脱水处理得到氧化后绝干浆；b.氧化后绝干浆中加入水，加入聚乙烯亚胺PEI溶液，室温条件下反应5-10min，抄纸后得到高湿强度纸张。2.如权利要求1所述的提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤a中高碘酸钠加入量为未漂白绝干浆质量的2-5％。3.如权利要求1所述的提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤a中未漂白绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-5％。4.如权利要求1所述的提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤b中氧化后绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-5％。5.如权利要求1所述的提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤b中PEI溶液浓度为1-3g/L。6.如权利要求1所述的提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤b中PEI溶液的加入量为所含PEI质量为氧化后绝干浆质量的1％-3％。7.如权利要求1所述的提高纸张湿强度的制备方法，其特征在于，步骤为：a.将未漂白绝干浆中加入水至溶液质量分数为1-5％，加入质量为未漂白绝干浆质量2-5％的高碘酸钠，在pH＝2-3、45-50℃、氮气保护条件下避光搅拌氧化3-4h，脱水处理得到氧化后绝干浆；b.氧化后绝干浆中加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，叶佩尧，董存军，余煌，王磊，安俊键，张光彦，范建云，谢益民，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42