化肥干燥设备

                                         变性淀粉在甘蔗渣化学浆造纸中应用的考察
                  　漂白甘蔗渣化学浆是我国造纸工业中常用的一种草浆,它存在着纤维短、强度低、杂细胞多和滤水性差等缺点。在用漂白甘蔗渣化学浆造纸时常加入一定的造纸助剂,如变性淀粉等来改善微细纤维的留着、纸张强度和纸机的操作性等。但造纸湿部是一个复杂的胶体体系,造纸浆料各种
                  　　组分相互间的反应和作用都直接影响成纸的*终质量,因此要有效地利用淀粉就必须深入研究这些组分间的相互反应和作用。本研究以漂白甘蔗渣化学浆为对象,考察了高取代度两性淀粉(HAS)、低取代度两性淀粉(LAS)、高取代度阳离子淀粉(HCS)和低取代度磷酸酯淀粉(LPS)的纸力增*果和对松香皂胶施胶性的影响。
                  　　1材料与方法
                  　　1.1原料
                  　　漂白甘蔗渣化学浆为福建漳州糖厂商品,用23L标准打浆机将浆打浆到32bSR备用。取部分甘蔗渣分别置于100目与200目分样筛中,用水充分洗净,残留在筛面上的浆为100目和200目甘蔗渣化学浆。变性淀粉均为自制。高取代度两性淀粉(简称HAS,DS(N)=0.031,DS(P)=0.013)和低取代度两性淀粉(简称LAS,DS(N)=0.0087,DS(P)=0.0062);高取代度阳离子淀粉(简称HCS,DS=0.031)和低取代度淀粉磷酸酯(简称LPS,DS=0.0067)。聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDAD2MAC):美国Sigma公司,重均分子量25万。甲苯胺蓝指示剂及其它化学试剂均为化学纯。
                  　　1.2纸浆纤维总电荷和表面电荷的测定
                  　　纸浆纤维的总电荷量根据Tappi法T237os-77测定。表面电荷采用胶体滴定法分析[1~3]:称取2.0g绝干浆于蒸馏水中,用高速搅拌机疏解1min,调其pH值约为7.8。用G3砂芯漏斗过滤后,滤渣立即移入带有玻璃塞的250m锥形瓶中,加入所需量的PDADMAC水溶液和蒸馏水至150mL,搅拌30min后过滤。准确吸取滤液25mL,以甲苯胺蓝为指示剂,用质量分数为0.2%的PVSK标准溶液滴定至溶液变为紫色。
                  　　1.3纸张的抄取
                  　　称取绝干量为5g的再生浆,用蒸馏水配成质量分数为0.5%的浆料,于高速搅拌机中疏解1min。将浆料倒入烧杯中,添加所定量的变性淀粉(淀粉的质量为绝干浆的1.2%),吸附10min后,按实验法在FrankRapidKothen抄片机上抄片。纸页的抗张强度和施胶度(渗透法)按标准方法测定。
                  　　2结果与讨论
                  　　2.1纸浆电荷性质的比较
                  　　纸浆纤维的电荷量可分别用碳酸氢钠-氯化钠法(Tappi法T237os-77)及胶体滴定法测定。碳酸氢钠-氯化钠法是一种传统的测定纸浆纤维电荷量的方法,它基于金属离子与纤维上的羧基等基团的离子交换反应。因为金属离子易于渗入到纤维的微细孔隙,该法测得的是纤维的总电荷量;胶体滴定法1948年由日本学者寺山宏提出后,经许多研究者的改进[1~3],已作为一种新的造纸湿部控制方法在国外逐步推广应用。近几年我国也开始研究和应用胶体滴定法来测定造纸湿部中粒子表面电荷。该法基于阴、阳离子聚电解间的定量反应,是一种准确快速的聚电解质表面电荷的测定方法。由于聚电解质不易渗入到纤维的孔隙中,因此该法测出的是纸浆纤维表面可利用的阴电荷活性点的量。
                  　　纸浆的总电荷量远大于其表面电荷量,浆种之间的电荷量的差别也很大。表中,芦苇化学浆的总电荷量值16.62和表面电荷量值6.74分别比针叶木化学浆的总电荷量值5.41和表面电荷量值1.41大3.1倍和4.8倍,这可能归因于芦苇浆中的短纤维含量高,半纤维素和杂细胞含量也大。但甘蔗渣化学浆虽属草浆,其总电荷和表面电荷量值分别为6.82和1.62,接近于针叶木化学浆。100目甘蔗渣化学浆和200目甘蔗渣化学浆的表面电荷量值分别是1.50和1.58,小于甘蔗渣化学浆的1.62,且微细纤维含量越小,其表面电荷量也越小,说明微细纤维含有较多的表面电荷。甘蔗渣化学浆的灰分含量与芦苇化学浆的相近,远大于针叶木化学浆。
                  　　2.2变性淀粉的纸力增*果
                  　　在甘蔗渣化学浆中添加HASLAS、HCS和LPS都增加纸页的裂断长,LAS的纸力增*果好,为32.5%。两种两性淀粉的作用效果都大于HCS和LPS,这与过去的研究结果一致[5]。LAS的纸力增*果之所以大于HA可能是由于甘蔗渣化学浆的表面电荷低,阳离子电荷密度大的HCS使纸浆带正电荷,降低了变性淀粉的作用效果。纸浆中微细纤维的含量对变性淀粉的纸力增*果影响很大。如表2所示,在200目甘蔗渣化学浆中,LAS使纸页的裂断长增加了27.6%,略小于甘蔗渣化学浆的32.5%。但在100目甘蔗渣化学浆中,LAS反而使纸页的裂断长减少了14.2%。因为微细纤维较大的表面积,能优先吸附淀粉。研究表明,纸浆中质量分数仅为20%的微细纤维组分能吸附所添加的松香胶和淀粉的50%以上(质量分数)[6]。微细纤维的除去可能影响淀粉的吸附以及纤维间的结合,导致纸力下降其详细机理还待进一步研究。
                  　　2.3变性淀粉对松香皂胶施胶的影响
                  　　施胶时边搅拌浆液边按对绝干浆质量1%的强化松香皂胶,5%的硫酸铝和1.2%的变性淀粉的顺序添加助剂。因为浆料中含有阴离子性的松香皂胶和阳离子性的硫酸铝,变性淀粉对纸页的裂断长和施胶度的影响大不相同。由表3可见,四种变性淀粉都使纸页的施胶度不同程度的增加,LPS的效果好,使施胶度增加了122.6%。HCS的效果较差,在100目甘蔗渣化学浆中,还使施胶度减少了15.0%,这可能是因为纸料中阳离子电荷过量的缘故。但具有相同阳电荷密度的HAS却呈现良好的施胶促进作用随着微细纤的除去,纸页的施胶度提高,但变性淀粉的施胶促进作用明显减弱。在甘蔗渣化学浆中,LPS使施胶度提高122.6%,而在200目甘蔗渣化学浆中,施胶度的提高仅为47.7%。
                  　　在施胶的情况下,变性淀粉对纸页裂断长的影响也与上节讨论的结果不一样。施胶促进效果差的HCS呈现出较好的纸力增强作用,使纸页的裂断长增加了17.2%。HAS和LAS都使纸页的裂断长减少。微细纤维除去越多,纸页裂断长的减少率也越大。因此在应用变性淀粉时,应注意纸各组分的相互作用。LPS的纸力增*果仅次于HCS,且具有显著的施胶促进作用,在用松香皂胶施胶的造纸体系中,是一种优良的造纸助剂。
                  　　3结论
                  　　甘蔗渣化学浆的表面电荷较低。所用的四种变性淀粉都具有纸力增强作用,两性淀粉的增*果更大。但在用松香皂胶施胶的造纸体系中,两性淀粉反而使纸页的裂断长减少,低取代度淀粉磷酸酯LPS表现出良好的纸力增强和施胶促进效果。随着微细纤维的除去,纸页的施胶度提高,但变性淀粉的作用效果减弱。