專利名稱：低分子量高陽離子取代度淀粉控制廢紙漿微膠黏物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域尤其是制漿造紙行業(yè)，特別涉及一種新型的微膠黏物控制方法。
背景技術(shù)：
我國造紙行業(yè)的纖維原料結(jié)構(gòu)中廢紙漿所占的比例逐年升高，大大地節(jié)約了森林資源和 能源。然而廢紙的大量回用也增加了紙張生產(chǎn)過程中污染物的種類及復(fù)雜性，其中的膠黏物 控制是一大難點。以粒子的尺寸大小為劃分點，膠黏物可分為大膠黏物和微膠黏物，微膠黏 物絕大部分以溶解或膠體的狀態(tài)存在，與大膠黏物相比而言更難控制，其積累將給紙機的連 續(xù)運行性和紙張質(zhì)量帶來極大的不良影響，同時增加其它功能性造紙助劑和過程性造紙助劑 的消耗量。解決廢紙漿微膠黏物的沉積問題是當前濕部化學(xué)研究的一個重要方向。
目前工廠普遍采用化學(xué)法對微膠黏物進行控制?；瘜W(xué)法中又以固著劑法應(yīng)用最為廣泛， 它主要是指用分子量小、陽電荷密度高的無機或有機電解質(zhì)將陰離子性較強的微膠黏物成分 固著到紙張纖維或填料上，然后通過濕紙頁的成型帶出抄造系統(tǒng)，使系統(tǒng)得到凈化。常用的 固著劑包括硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯亞胺和聚乙烯胺 等，都具有各自的優(yōu)點。但是一般地，無機的硫酸鋁和聚合氯化鋁在中堿性抄造系統(tǒng)中的效 果不如有機類的聚合電解質(zhì)；聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺等則 存在價位過高的問題；在石油資源日益枯竭的當今，基于天然高分子改性的高取代度陽離子 淀粉，由于原料相對方便易得，具有較廣的發(fā)展前景。并且由于淀粉具有其獨特的分子構(gòu)型， 使得高取代度淀粉與紙漿纖維以及溶解于漿料中的碳水化合物類微膠黏物具有極好的親和 性，因此可以去除更廣泛地去除廢紙漿中的微膠粘物，同時保持甚至增加紙張的強度。為了 確保高取代度淀粉的這種優(yōu)越性，本發(fā)明采用分子構(gòu)型不同的淀粉為原料，采用酸降解技術(shù) 制得低分子量、高取代度的直鏈和支鏈陽離子度淀粉， 一方面增加可作用于廢紙漿的淀粉的 有效數(shù)量，同時防止淀粉由于分子量過大、過度絮凝漿料導(dǎo)致紙張勻度和強度變差的問題產(chǎn) 生，得到了良好的廢紙衆(zhòng)微膠粘物控制效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型的微膠黏物控制方法。
采用的技術(shù)路線是將低分子量的直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉作用于廢紙漿料，控制 微膠黏物；在漿料負電性較強時，以低分子量直鏈高取代度陽離子淀粉作微膠黏物控制劑； 需要考慮成紙強度時，則以低分子量支鏈高取代度陽離子淀粉作微膠黏物控制劑。
新型的微膠黏物劑的制備及其使用，包括下述步驟
1. 將一定量的氫氧化鈉溶液均勻地噴灑于直鏈淀粉或支鏈淀粉中，在體系含水量為25 30%的條件下，加入環(huán)氧丙基三甲基氯化銨醚化劑，在50 6(TC反應(yīng)4 6小時，冷卻后， 用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)pH值至6 7，真空干燥，得到直鏈或支鏈的高取代度陽離子淀粉；
2. 將步驟1所述的直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉配制成0. 1% 0. 3%的濃度，在90'C糊化30分鐘后，加入鹽酸，于25 35'C水浴反應(yīng)10 15分鐘，取出，用氫氧化鈉調(diào) pH值至6 7,得到低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉；
3.將步驟2所述的低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉作用于2% 5%漿濃的廢 紙漿料；
在步驟1中，氫氧化鈉直鏈或支鏈淀粉為1 1.5: 100， g/g，最佳用量為L5: 100， g/g;環(huán)氧丙基三甲基氯化銨直鏈或支鏈淀粉為0.8 1.2: 1.0， g/g,最佳用量為1. 2: 1.0，
g/g5
在步驟2中，鹽酸直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉葡萄糖單元為0.2 0.4: 1.0， fflol/mo1，最佳用量為0.3: 1.0， mol/mol;
本發(fā)明的效果低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉的最高取代度可達0.94，具有
很好的水溶性，對呈溶解狀態(tài)或膠體狀態(tài)的微膠黏物有很好的控制能力，其中低分子量支鏈 高取代度陽離子淀粉可以在實現(xiàn)高效率的微膠黏物控制效果的同時維持甚至增加紙張強度性
能；


圖1低分子量直鏈和支鏈高取代度陽離子淀粉的廢紙漿微膠黏物控制效果 圖2低分子量直鏈和支鏈高取代度陽離子淀粉對紙頁物理性能的影響 附圖標記說明 圖1-
A低分子量直鏈高取代度陽離子淀粉用量相對于絕干廢紙漿料為0.6%時，漿料濾水速度可 提高65.8%，濾液的濁度下降95.0%，濾液的陽離子需求量變成負值，漿料纖維發(fā)生電性逆 轉(zhuǎn)；
B低分子量支鏈高取代度陽離子淀粉用量相對于絕干廢紙漿料為0.6%時，漿料濾水速度可 提高56.0%，濾液濁度下降95.7%，濾液的陽離子需求量降低92.8%;漿料纖維發(fā)生電性逆 轉(zhuǎn)；
具體實施例方式
為了進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點及功效，并配合附圖l詳細說明如下-實施例1 :
1.1廢紙脫墨漿的制備
取絕干廢報紙50g，撕成碎片，加入已加熱到65 。C的水1000 ml，先后加入50g/L氫 氧化鈉5ml， 20g/L 二乙三胺五乙酸7.5 ml， 100 g/L硅酸鈉6 ml， 20g/L過氧化氫12.5ml， 30g/L脫墨劑5ml，混合均勻后在標準疏解機中疏解20分鐘。將疏解后的漿放入塑料袋中， 繼續(xù)在65'C的水浴中加熱30分鐘。將漿濃稀釋到1%后，在一定的空氣流量下進行浮選脫墨， 浮選時間為15分鐘。脫墨后用200目網(wǎng)布過濾紙槳、擠干，平衡水分后備用。將該自制的廢 新聞紙脫墨漿濃度稀釋為3%時，測得其濾液的陽離子需求量為3.17mmol/L;
1.2直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉的制備-稱取5 g直鏈淀粉/支鏈淀粉于玻璃器皿中，再用4. 75 g蒸餾水溶解0. 075 g氫氧化鈉， 將該氫氧化鈉溶液均勻地噴灑于直鏈淀粉或支鏈淀粉中，加入環(huán)氧丙基三甲基氯化銨6 g， 攪拌十分鐘，在55C反應(yīng)5小時，冷卻后，用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)pH值至6，真空烘箱 干燥，得到直鏈/支鏈高取代度陽離子淀粉備用；
1.3低分子量直鏈/支鏈高取代度陽離子淀粉的制備
稱取1.2所述的直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉絕干0.8357 g于0.1%的濃度9(TC糊化 30分鐘后，加入1.2mol/l的鹽酸溶液1.3ml，在3(TC水浴反應(yīng)10分鐘，取出，用氫氧化鈉調(diào) pH至6，得到低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉；
1. 4低分子量直鏈/支鏈高取代度陽離子淀粉控制廢紙漿微膠黏物 稱取1. 1所述的自制廢紙脫墨漿絕干3 g,配成3%的漿濃，加入1. 3所述的低分子量 直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉，攪拌1分鐘后稀釋至0. 3%，用SZP06 Zeta電位儀(BTG公 司制造)測定纖維的Zeta電位；用DFR04動態(tài)濾水儀(BTG公司制造)測定其濾水性能，同時 收集濾液讓其自然沉降一夜后取上層清液，分別用Lp2000-11型濁度儀(Hanna儀器公司制 造)、PCD03電荷測定儀(BTG公司制造)對濁度和陽離子需求量進行測定，其結(jié)果見附圖l; 1. 5低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉對紙頁物理性能的影響 將1. 1所述的自制廢紙脫墨漿配制成2.5%的漿濃，加入相對于絕干漿用量為0.2%的 如1. 3所述的低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉，攪拌1分鐘后調(diào)節(jié)漿濃至0. 37%, 再在標準紙頁成形器上抄成60 g/m2的手抄片。按《造紙工業(yè)測試方法標準匯編》所規(guī)定的 方法測定各項強度指標，采用T-檢驗的統(tǒng)計方法，對強度數(shù)據(jù)進行比較，從而確定經(jīng)低分子 量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉處理后的樣品與空白樣品間是否存在差異，該方法以P值 表示差異的有意性，P〈 0. 05表示兩者存在明顯差異，p 〉0. 05表示兩者在統(tǒng)計意義上沒有差 異。結(jié)果見附圖2。
權(quán)利要求
1、一種新型的微膠黏物控制方法，其特征在于將低分子量的直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉用于廢紙漿的微膠黏物控制。
2、 按照權(quán)利要求1所述的新型微膠黏物控制方法，其特征在于漿料負電性較強時，以 低分子量直鏈高取代度陽離子淀粉作微膠黏物控制劑；需要考慮成紙強度時，以低分子量支 鏈高取代度陽離子淀粉作微膠黏物控制劑。
3、 按照權(quán)利要求1所述的新型微膠黏物控制方法，其特征在于所述的低分子量直鏈和 支鏈高取代度陽離子淀粉的分子量分別為12，000 50,000和30,000，000 40,000，000。
4、 按照權(quán)利要求1所述的新型微膠黏物控制方法，其特征在于所述的低分子量直鏈和 支鏈高取代度陽離子淀粉的取代度為0.50 0.94 。
5、 按照權(quán)利要求1所述的新型微膠黏物控制方法，其特征在于所述的低分子量直鏈和 支鏈高取代度陽離子淀粉包括下述制備步驟5.1直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉的制備將氫氧化鈉溶液均勻地噴灑于直鏈淀粉或支鏈淀粉中，在體系含水量為25 30%的條件 下，加入環(huán)氧丙基三甲基氯化銨，在50 60。C反應(yīng)4 6小時，冷卻后，用乙醇浸泡洗滌數(shù) 次并調(diào)pH值至6 7，真空干燥，得到直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉；5.2低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉的制備將5. 1所述的直鏈/支鏈高取代度陽離子淀粉配制成0. 1% 0. 3%的濃度，在9(TC糊化 30分鐘后，加入鹽酸，于25 35。C水浴反應(yīng)10 15分鐘，取出，用氫氧化鈉調(diào)pH值至6 7，得到低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的低分子量直鏈和支鏈高取代度陽離子淀粉的制備方法，其特 征在于物料配比為在5.1直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉的制備權(quán)利要求中，氫氧化鈉直鏈或支鏈淀粉為1.0 1々100， g/g，環(huán)氧丙基三甲基氯化銨直鏈或支鏈淀粉為0.8 1.2: 1.0, g/g; 在5.2低分子量直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉的制備權(quán)利要求中，鹽酸直鏈或支鏈高取代度陽離子淀粉葡萄糖單元為0.2 0.4: 1.0， mol/mo1。
7、 按照權(quán)利要求1所述的新型微膠黏物控制方法，其特征在于所述的低分子量直鏈或支 鏈高取代度陽離子淀粉作用于2% 5%漿濃的廢紙漿料。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域尤其是制漿造紙行業(yè)，涉及一種新型的微膠黏物控制方法。其控制方法為漿料負電性較強時，以低分子量直鏈高取代度陽離子淀粉作微膠黏物控制劑；需要考慮成紙強度時，以低分子量支鏈高取代度陽離子淀粉作微膠黏物控制劑。本發(fā)明對呈溶解狀態(tài)與膠體狀態(tài)的微膠黏物有很好的控制能力，在高效率地實現(xiàn)微膠黏物控制的同時，可以維持甚至增加紙頁的強度性能。
文檔編號D21H21/04GK101525856SQ200910068048
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者查瑞濤, 王立軍, 羅靈芝 申請人:天津科技大學(xué)