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阳离子瓜尔胶对手抄纸性能的影响

发布日期:2015-03-24 19:46:28
手抄纸
近年来,随着环境保护意识的不断增强,人们逐渐把注意力转移到一些天然产物的研究上,瓜尔胶就是其中之一。瓜尔胶是一种非离子多糖,它是D -吡喃甘露糖单元以P(l,4)苷键连接为分子主链, 而D-吡喃半乳糖则以ot( 1,6)苷键连接在聚甘露 糖主链上。瓜尔胶中甘露糖与半乳糖单元的摩尔比 约为1.5 ~2: 1,即每隔一个甘露糖单元连接着一个半乳糖分支,其分子结构如图1所示。与纤维素分子结构的相似性使瓜尔胶易于吸附到纤维上而 产生助留、助滤和增强效果。水溶液呈假塑性,没有屈服应力,是典型的缠绕的生物聚合物性质。
由于瓜尔胶分子结构中每个甘露糖或半乳糖上 都有羟基,在强碱的条件下,与阳离子醚催化剂作用 生成醚化阳离子瓜尔胶衍生物[2<,分子链上一旦 引人阳离子基团,获得一定的正电性,这种带正电的 改性瓜尔胶便可以与带负电的纤维、填料粒子相互 作用从而提高原有的助留、助虑和增强效果。与淀 粉类助剂相比,阳离子瓜尔胶不需要糊化,可以直接 溶于水,同时由于其分子量处于中等(20万-200 万左右),在提高助留助滤效果时不会产生过度絮 凝,有利于改善纸页匀度。因此,在纸张生产中瓜尔胶可用作浆内施胶剂、表面施胶剂和涂布涂料添加剂,具有很好的市场开发前景[5]。
阳离子瓜尔胶还广泛应用于化妆品行业,尤其 是在洗发香波和沐浴露中,它具有很好的调理性,附. 加值极髙。
本文应用阔叶木纸浆考察了阳离子瓜尔胶对手抄纸基本性能的影响
1实验
1.1原料
阔叶木浆板:制浆造纸工程国家重点实验室提 供阔叶木浆板。
阳离子瓜尔胶E - 261CP - 1 ( CP - 1)及E - 261CP-2(CP-2):均为珠海伊可美上海快3开奖结果,且均 显黄色,CP-2的取代度低于CP-1。
1.2 实验
瓜尔胶溶液的配备:称CPO. 500g在200mL烧 杯中溶解后,配制于500ml的容量瓶内,其浓度为 lmg/mL0
手抄纸:将纸浆稀释至一定浓度,加入到H158 型纸浆打散器中进行疏解,然后将其调至一定浓度 后加人阳离子纤维素,搅拌5min,用ME-255标准 纸页成型器抄片,经CA321纸页压榨机压片后,在 CA322纸页干燥机上烘干。其实验方法根据T205 om-88。抄好的纸样在23尤和50%RH条件下平 衡水分24h,测定抗张和撕裂强度等性能。测试时 每一个测试点抄10张纸,取其平均值。
其中瓜尔胶的添加量为瓜尔胶占绝干浆重量的 分数(%c)。
2.1.4性能测试
光学性能测定:根据国家标准GB/T1543 - 1988 测定。美国MICRO. TB-1C型光学性能测试仪。
抗张强度测定:根据国家标准GB/T453 - 1989 测定。瑞典L&GTH1型抗张强度仪。
撕裂度测定:根据国家标准GB/T455. 1 - 1989 测定。美国TMI型撕裂度仪。
透气度测定:根据国家标准GB/T 2679. 13 — 1996测定。ZZ-100型纸张表面吸收重量测定仪, 中国长春市纸张实验机厂。
2结果与讨论
2.1阳离子瓜尔肢对手抄纸白度的影响
图2为阳离子瓜尔胶的浓度对手抄纸白度(% ISO)的影响。
82
72 1111
01234
CIM(2)浓度/%
图2阳离子瓜尔胶浓度对手抄纸白度的影响 由图2可以看出,两种阳离子瓜尔胶对手抄纸 白度的影响趋势相同。手抄纸的白度随两种阳离子 瓜尔胶添加浓度的增大而降低。主要由于阳离子瓜 尔胶呈黄色,加人阳离子瓜尔胶后手抄纸的白度明 显降低,但由于纤维素纤维对阳离子瓜尔胶的吸附 达到一定量后(对CP-1而言该浓度为2知,而CP -2则为3%。),其手抄纸的白度降低也达到一个定 值。
2.2阳离子瓜尔肢对手抄纸抗张指数影响
图3表示两种阳离子瓜尔胶浓度对手抄纸抗张 指数的影响。
3.7「▲
图3阳离子瓜尔胶浓度对手抄纸抗张指数的影响 由图3可以看到两种阳离子瓜尔胶对手抄纸抗 张指数的影响大不相同。手抄纸的抗张指数先随 CP-1阳离子瓜尔胶浓度的升高而增强,当阳离子 CP-1浓度为2.5知时其抗张指数达到最大,其后 抗张指数迅速降低至较原样略低的水平。而阳离子 瓜尔胶CP -2使得手抄纸的抗张指数降低,当CP- 2的浓度为1%是其抗张指数达到最小,其后抗张指 数随CP-2的增加回升至原样的水平。
由于阳离子瓜尔胶分子链上所带的阳离子可中 和纤维素纤维中的阴离子,从而增强了纤维素纤维 间的相互作用;这会对手抄纸的刚性强度带来两种 影响,其一,阳离子瓜尔胶量较小时,当手抄纸中所 添加的量使其链中的阳离子强度与纤维素纤维上的 阴离子强度相当,使得阳离子瓜尔胶的分子链及纤 维素纤维变得卷曲,从而减弱了纤维素纤维间的相 互作用,其刚性强度降低;但当阳离子瓜尔胶取代度 较大时,即便用量很小,阳离子就会成为主导作用, 当附着在纤维素纤维上的阳离子瓜尔胶的阳离子强 度大于纤维素纤维表面所带的阴离子强度时,与纤 维素分子结构相似的阳离子瓜尔胶的分子与纤维素 纤维有很强的亲和力,从而会与纤维素纤维间产生 较强的相互作用,即瓜尔胶分子的支链会增大手抄 纸中纤维间的距离以及增加纤维间的相互缠结,而 这种相互缠结对细小纤维也起到了助留作用,因此 增加了纤维的刚性强度;但当阳离子瓜尔胶浓度超 过某一浓度时,阳离子电荷增多,纤维间的排斥力增 大,使得手抄纸的刚性强度下降。
2.3阳离子瓜尔肢对手抄纸撕裂指数的影响 
图4表示阳离子瓜尔胶浓度对手抄纸撕裂指数 的影响。由图4可知,两种阳离子瓜尔胶对手抄纸 撕裂指数的影响趋势是一致的,即手抄纸的撕裂指 数随阳离子瓜尔胶浓度的增加而增加,其后手抄纸 撕裂指数基本达到一个定值。值得注意的是,CP- 1在同时增强手抄纸刚性强度的同时,也使得手抄 纸的柔性强度增大。而CP-2浓度为1%时,手抄 纸的刚性强度最弱,柔性强度最大。
CP为阳离子聚电解质,其分子链上的电荷使其 分子链伸展,这样其侧链可以与纤维素纤维作用而 结合,使纤维与纤维间的滑动性增大,柔靭性提高, 从而撕裂指数上升。但当阳离子瓜尔胶达到一定浓 度后CP与纤维素纤维的作用达到饱和,使得其撕 裂指数基本达到定值。
11 10 •
6
01234
CP-2 浓度/%〇
图4阳离子瓜尔胶浓度对手抄纸撕裂指数的影响
2.4阳离子瓜尔胶对手抄纸透气度的影响
图5阳离子瓜尔胶浓度对手抄纸透气度的影响
图5为阳离子瓜尔胶浓度对手抄纸透气度的影 响。由图5可以看出,两种阳离子瓜尔胶对手抄纸 透气度的影响趋势也是一致的,即阳离子瓜尔胶的 添加有助于提高手抄纸的透气度,并随着阳离子瓜 尔胶添加量的增大,手抄纸的透气度先增大到一个 最大值(其浓度约为1%)后略有下降。
由于阳离子间的排斥作用,阳离子瓜尔胶链间 的距离较大,加之瓜尔胶的支链结构可与纤维素纤 维缠结形成网络状结构,造成阳离子瓜尔胶与纤维 素细小纤维间以及纤维素纤维间的堆积较松散,因 此,手抄纸的透气性提高,当阳离子的浓度增大到一 定值后,其链间的缠结增多,使纤维堆积紧密,造成 手抄纸透气度下降。
3结论
(1)由于阳离子瓜尔胶本身为黄色,故添加到 浆中后造成手抄纸的白度降低;
(2)适当取代度的阳离子瓜尔胶既可在一定程 度上增加了纤维的刚性强度;也可提髙手抄纸的柔 韧性;
(3)阳离子瓜尔胶可在一定程度上提高手抄纸 的透气性。
 
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