一种纸张加固增强剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纸张加固增强剂，所述纸张加固增强剂以去离子水为溶剂，还包括羟乙基纤维素和聚氧化乙烯，其中，羟乙基纤维素占去离子水的重量百分比的0.1%‑0.3%，聚氧化乙烯占去离子水的重量百分比的0.1%‑0.3%。该纸张加固增强剂能够同时给予纸张脱酸，加固增强以及抗老化的多方面保护。经过此复配溶液处理后的纸张pH明显提高，可以缓解纸张自身的酸性老化，同时抗张强度有明显提高，且纸张的白度也有一定的提升。本发明专利技术还公开了一种纸张加固增强剂的制备方法和应用。本发明专利技术制备方法简单、成本低、使用安全环保、无污染，有利于推广和使用。 1

【技术实现步骤摘要】
一种纸张加固增强剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及纸张处理
，具体的说是一种纸张加固增强剂及其制备方法和应用。
技术介绍
我们中国是具有五千年文明的历史古国，并且创造了闻名世界的造纸术。从古代流传到现在的典籍、书画浩如烟海。它们记录了我国历史发展过程中的重大事件，因此它们是我国文化遗产的重要组成部分，蕴含着中华民族的优秀传统文化，具有无法估量的学术价值。但是随着时间流逝，历史原因、存放条件等客观因素的影响，纸张酸化现象日益严重，大量的书籍出现了发黄、霉变、脆化、粉化等一系列问题，极大地降低了纸张的使用性以及保存寿命。酸化的纸张发黄、变脆，机械强度明显降低，所以，对纸张进行脱酸的同时，使用其他生物或是化学材料，在保证不会对纸张外貌、厚度、色泽、质感等造成改变的情况下对纸张进行加固增强，不仅可以显著提高纸张的机械强度，也可以缓解纸张的老化降解速度，延长纸张的寿命。纤维素类、丙烯酸类、壳聚糖、硅氟类树脂都曾经被用作纸张加固的材料。随着科技的不断发展，高分子胶液的种类和质量不断被改良。目前，纤维素类如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等作为加固剂使用较广泛。羟乙基纤维素是由碱性的纤维素和环氧乙烷经过醚化作用生成得到的物质，所以本身是碱性的，具有一定的去酸能力。同时具备优良的粘合性、成膜性、维持纸张水分等性质，所以曾作为增强剂，对纸张进行加固保护。但随着羟乙基纤维素溶液浓度的提高，由于其良好的增稠性使得体系的粘度上升，溶液的流动性降低，导致其对纸张的作用效率下降，纸张的pH逐渐降低。同时，处理后的纸张白度变化幅度不明显，经过热老化处理之后，纸张色差明显较之前原样有显著的差距，色泽改变非常明显，纸张返黄现象严重。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种纸张加固增强剂以及加固增强剂的配制方法，配方比例的复配溶液处理后的纸张pH变大，无论是老化前还是老化后，相较于原样纸张，pH提高最大；同时显著地提高了纸张的机械强度，且纸张的白度有一定的提升。同时，此复配溶液缓解了纸张的老化降解速度。技术方案：本专利技术提供了一种纸张加固增强剂，所述纸张加固增强剂以去离子水为溶剂，还包括羟乙基纤维素和聚氧化乙烯，其中，羟乙基纤维素占去离子水的重量百分比的0.1％-0.3％，聚氧化乙烯占去离子水的重量百分比的0.1％-0.3％。其中，上述聚氧化乙烯的分子量为10万。聚氧化乙烯水溶液的粘度和凝聚性与其分子量相关，分子量越大，水溶液的粘度越大，对水中微粒的凝聚作用越大；同时，其分子量越大越难溶解，所以为了保证溶液的流动性和均匀性，分子量过低或者过高都不利于纸张加固增强剂的性能，因此，我们选取分子量为10万的聚氧化乙烯。其中，按重量比所述羟乙基纤维素(HEC)：聚氧化乙烯(PEO)＝1～3:3～1。作为优选，当HEC:PEO＝3:1为最佳配比，该复配溶液处理后的纸张pH最大，无论是老化前还是老化后，相较于原样纸张，pH提高最明显，纸张酸性大大下降，能够最大限度缓解纸张的自身老化。从图1和图2的SEM图显示，复配溶液处理后的纸张纤维间的连接更多了，纸样表面及纤维层间被加固剂很好的填充。经测试，纸张的抗张强度和耐折度得到大幅度提高。热老化后，纸样纤维基本维持原貌，且此浓度处理的纸张其机械性能下降率最低。其中，上述的纸张加固增强剂的制备方法，包括以下步骤：(1)取羟乙基纤维素缓慢溶解于去离子水中，于25℃-90℃在超声和搅拌的协调作用下溶解得到溶液；(2)取聚氧化乙烯缓慢加入步骤(1)得到的溶液中，边加入边搅拌，得到混合溶液，于25℃-90℃在超声和搅拌的协调作用下溶解，溶解时间为10min～30min，得到的纸张加固增强的复配溶液即为纸张加固增强剂。其中，所述步骤(1)和(2)中的超声波功率为560W，超声时间为20min。本
技术实现思路
还包括上述的纸张加固增强剂在纸张处理方面的应用。本
技术实现思路
还包括一种纸张加固增强剂处理纸张的方法，包括以下步骤：将需要处理的纸张直接与纸张加固增强剂接触，在25℃下处理5min-30min，然后将处理后的纸张取出静置24h-48h。有益效果：聚氧化乙烯含有氢键、碳氧双键，它是一种具有水溶性和热塑性的非离子型线性高分子聚合物，具备润滑、分散、助留、保水等性能，且无毒无刺激性。聚氧化乙烯处理后的纸张较之前未处理的纸张，抗张强度和撕裂度明显提升。相对于单一溶液进行的纸张加固，羟乙基纤维素与聚氧化乙烯能在一定的特性上进行互补，强化对纸张加固的效果。本专利技术的纸张加固增强剂优点主要表现为：(1)处理后的纸张pH变大；(2)纸张的抗张强度，耐折度较单一溶液明显提高；(3)干热老化处理后，纸张的机械性能保留的效果较单一溶液更好；(4)纸张加固增强剂对纸张白度有一定提升。附图说明图1为未经纸张加固增强剂处理的老化前的纸张的原样SEM图；图2为实施例3经过纸张加固增强剂处理的老化前的纸张的SEM图。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术的权利要求做进一步的详细说明，任何人在本专利技术权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本专利技术的权利要求保护范围之内。实施例1一种用于纸张加固增强剂，它以去离子水为溶剂，还包括羟乙基纤维素和聚氧化乙烯，其中，羟乙基纤维素占去离子水重量的0.1％，聚氧化乙烯占去离子水重量的0.3％。具体的制备方法如下：(1)室温下(25℃)，称取羟乙基纤维素2g，在超声搅拌的情况下加入2000g的去离子水中，至其溶解，超声波率为560W，超声时间为20min。(2)将6g的聚氧化乙烯缓慢溶解于2000g的去离子水中，室温下(25℃)在超声和搅拌的协调作用下溶解，溶解时间为20min，超声波功率为560W。将该制备的加固增强剂倒入处理槽中，再将准备好的纸张放入水槽中浸泡，浸泡时间约为10min。取出挂样，待纸张干燥后放入恒温恒湿环境静置，24h后测试纸张的pH以及机械性能(老化前)，另取处理后的纸张在105℃±2℃环境下经过72h的干热老化处理测试纸张的pH以及机械性能(老化后)。结果如下表1表1实施例2一种用于纸张加固增强剂，它以去离子水为溶剂，还包括聚氧化乙烯和羟乙基纤维素，其中，聚氧乙烯占去离子水重量的0.2％，羟乙基纤维素占去离子水重量的0.2％。纸张加固增强剂的制备方法如下：(1)取羟乙基纤维素4g缓慢溶解于2000g去离子水中，于25℃在超声和搅拌的协调作用下溶解得到溶液；超声波功率为560W，超声时间为20min。(2)取4g的聚氧化乙烯缓慢加入步骤(1)得到的溶液中，边加入边搅拌，得到混合溶液，于25℃在超声和搅拌的协调作用下溶解，溶解时间为30min，超声波功率为560W，得到的纸张加固增强的复配溶液即为纸张加固增强剂。将加固增强剂倒入处理槽中，再将准备好的纸张放入水槽中浸泡，浸泡时间约为10min。取出挂样，待纸张干燥后放入恒温恒湿环境静置，24h后测试纸张的pH以及机械性能(老化前)，另取处理后的纸张在105℃±2℃环境下经过72h的干热老化处理测试纸张的pH以及机械性能(老化后)。结果如下表2表2实施例3一种用于纸张加固增强剂，它以去离子水为溶剂，还包括聚氧化乙烯和羟乙基纤维素，其中，聚氧乙烯占去离子水重量的0.1％，羟乙基纤维素占去离子水重量的0.3％。纸张加固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纸张加固增强剂，其特征在于，所述纸张加固增强剂以去离子水为溶剂，还包括

【技术特征摘要】
1.一种纸张加固增强剂，其特征在于，所述纸张加固增强剂以去离子水为溶剂，还包括羟乙基纤维素和聚氧化乙烯，其中，羟乙基纤维素占去离子水的重量百分比的0.1%-0.3%，聚氧化乙烯占去离子水的重量百分比的0.1%-0.3%。2.根据权利要求1所述的纸张加固增强剂，其特征在于，所述聚氧化乙烯的分子量为10万。3.根据权利要求1所述的纸张加固增强剂，其特征在于，按重量比所述羟乙基纤维素：聚氧化乙烯=1~3:3~1。4.权利要求1所述的纸张加固增强剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）取羟乙基纤维素缓慢溶解于去离子水中，于25℃-90℃在超声和搅拌的协调作用下溶解得到溶液；（2）取聚氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈彬，夏淑冉，王延芳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32