联系大家 / Contact

  • 澳门威利斯人88038
  • 联系人:王伟
  • 电 话:0533-8299008 13280657534
  • 手 机:13280657534
  • 传 真:请填写您的传真
  • 邮 箱:sddachina@163.com
  • 网 址:http://www.sdcmcchina.com/
  • 地 址:山东省淄博市周村区开发区工业园16号

羧甲基淀粉钠复配使用对填料留着率的影响

发布日期:2015-01-16 10:06:56
羧甲基淀粉钠复配使用对填料留着率的影响
羧甲基淀粉钠复配使用对填料留着率的影响
羧甲基淀粉钠复配使用对填料留着率的影响,该文从实用角度出发研究了羧甲基淀粉钠(CMS)和聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)复配使用 对填料留着率的影响。结果表明:CMS与PAE复配使用有明显的协同效应;同时,CMS的取代度和 用量、纸浆系统的pH、盐的浓度、剪切力、填料的种类以及填料和化学品的添加次序等对其使用效 果都有一定的影响。
羧甲基淀粉钠(sodium carboxymethyl starch,CMS) 是一种白色或略带黄色的粉末,为高分子电解质[n; 其在造纸工业中主要用作黏着剂、表面施胶剂、增 强剂和纸机湿部添加剂;CMS分子中有大量的羧基 存在,在纸页成形过程中可使纤维间的结合能力增 加,因而可使纸张的强度提高;同时,CMS属于高分 子电解质,具有螯合作用和多聚阳离子絮凝作用,能 提高细小纤维、填料和多聚阳离子的留着率。聚酰胺 多胺环氧氯丙烷(PAE)树脂是属于一种水溶性、阳 离子型热固型树脂,具有湿强效果好、无甲醛、用量 少、成纸返黄少、无毒、使用方便、特别适合中碱性抄 纸,且兼有助留、助滤作用等优点[2]。
本实验模拟纸机湿部,对CMS单独使用以及与 PAE复配使用对填料留着率的影响进行了研究。
1实验部分
1.1原料
实验原料有:漂白硫酸盐针叶木浆,漂白硫酸盐 阔叶木浆,轻质碳酸钙(PCC),重质碳酸钙(GCC),高 岭土,钛白粉,PAE,氯化钠,盐酸,氢氧化钠和CMS (取代度分别为〇.25、0.38、0.61和0.91)。
1.2仪器
实验仪器有:烘箱,箱式电阻炉,手抄纸抄片仪, 分析天平,拉力仪和pH测定仪等。
1.3实验步骤
取纸浆1 g(打浆度75 °SR),加填,搅匀;不添加 或添加不同用量的PAE,搅勻;加不同量的CMS,搅 匀;然后加入PCC,抄纸,手抄纸放入烘箱(温度102? 108丈)供干,称重,恒重,放入已恒重的瓷钳锅中,电 炉上燃烧,使其炭化,放入箱式电阻炉(温度890 T) 灼烧至恒重,称重,计算手抄纸灰分及填料留着率。
1.4性能测试
填料留着率按相关国家标准检测[3]。
2结果与讨论
2.1CMS的取代度对填料留着率的影响
取代度是反映CMS被甲基取代的程度,即羧基 取代氢原子,这样给淀粉分子中引入大量的羧基,因 此取代度是衡量CMS的一项重要技术指标。大家在 纸浆中不添加PAE或添加质量分数为1%(以绝干纸 浆质量计,下同)的PAE,然后分别添加质量分数为 0.2%(以绝干纸浆质量计,下同)的不同取代度的 CMS,再加PCC,抄纸,测定纸张的填料留着率。检测 结果见表1。
表1 CMS取代度对填料留着率的影响
空白样CMS取代度
0.250.380.610.91
填料留着率/%不添加PAE25.738.036.835.036.6
添加PAE39.553.153.258.964.4
由表1可见:不添加PAE时,以CMS取代度0.25 的填料留着率最佳;而添加PAE时,在相同CMS用 量下,随着取代度的增高,填料留着率增加,以CMS 取代度0.91的填料留着率最好。这是因为CMS的取 代度越高其水溶液电负性就越强,就越易和带阳电 荷的PAE、PCC产生静电吸附,从而产生絮团,提高 了填料留着率。由表1还可见,添加PAE时的填料留 着率要比不添加PAE的要高。这是因为在纸浆中加 入阳离子的PAE,起到架桥作用,从而提高了填料留 着率。在浆料体系中,体系阳电荷越多,就需要阴电荷 越多,当电荷接近于中性絮凝效果最佳[4]1因此,在 添加PAE的体系中添加高取代CMS的效果好,在不 添加PAE的体系中添加低取代度CMS的效果好。
2.2CMS用量对填料留着率的影响
在造纸中任何一种助剂的添加量都有一个最 佳值,因此CMS的添加量也一样。大家在纸浆中不 添加PAE或添加质量分数1%的PAE,分别添加不 同量的CMS,然后加入PCC,抄纸,测定纸张的填料 留着率。检测结果见表2。 
表2 CMS用量对填料留着率的影响
w(CMS)/%
00.10.20,40,81.0
填料留着率/%不添加PAE25.728.635.634.335.034.5
添加PAE39.545.654.860.764.163.3
 
在纸浆体系中,CMS的加入量有一个最佳值,此 时的絮凝效果最好,超过此值,羧甲基淀粉钠复配使用对填料留着率的影响,絮凝效果就下降®从 表2可看出:不添加PAE的体系以CMS用量0.2% 时填料留着率最佳;而添加PAE的体系以CMS用量 0.8%时填料留着率最好。这是因为PAE是带阳电荷 的,因此在加PAE的体系中所需中和的CMS也要多 加,随着CMS用量的增加,体系中的阴离子增加,这样 才能达到电荷平衡,达到最佳留着效果;但过多,平衡 又被打破,使填料留着率反而下降。
2.3pH对填料留着率的影响
分别用盐酸溶液和氢氧化钠溶液调节浆料的 PH,然后分别加入质量分数1%PAE、质量分数0.8% 的CMS,然后加入钛白粉,抄纸,测定纸张的填料留 着率。检测结果见表3。
表3 pH对填料留着率的影响
pH
4.15.66.77.5839.1
填料留着率/% 59.66L364.164.564.262.1
从表3可看出,pH在6.7?8.3时填料留着率
最高,pH过低或者过高都降低了填料留着率。这是 因为pH<2.5时浆料中的纤维表面呈阳电性,pH> 2.5时浆料纤维表面呈负电性,随着pH升高体系的 阴电荷不断增加,当PH=6.7?8.3时,电荷达到平 衡,PH再上升使系统中的阴电荷过多,助留效果反 而下降。
2.4盐的浓度对填料留着率及强度的影响
因环保和资源的原因,要求吨纸水耗降低,这样 白水的回用率就越来越高,造成白水中积累的杂质尤 其是金属离子含量增加。大家在浆料中分别加入不 同量的氯化钠(NaCl),然后加入质量分数1%的PAE 和质量分数0.8%的CMS,然后加入PCC,抄纸,测定 纸张的填料留着率。结果见表4。
表4盐的浓度对填料留着率及强度的影响
w(NaCl)/%
00.010.0250.050.075
填料留着率/% 64.1 63.962.061.653.2
由表4可看出,电解质氯化钠的加入对填料留 着率和强度有一定的影响,填料留着率随着氯化钠 浓度增加而下降,特别是氯化钠质量分数增加至 0.075% (以纸浆质量计,下同)时填料留着率下降较 快。这是因为在纸浆系统中,电解质浓度的增加会 使围绕带电粒子的扩散层的厚度减小,导致粒子间 的吸引力下降;电解质离子所带的电荷越高,其产生 的削弱作用就越强;同时造成相反电荷的料子间的 相互吸引力下降,从而使由相反电荷粒子形成的絮 体容易被重新分开;此外,盐浓度的增高,会使高分 子助留系统的分子链收缩,减少了细小纤维、纤维以 及填料的接触面积,造成系统失效[5]31。而纤维、填 料、PAE和CMS都是带有离子电荷的,所以盐对填料 留着率有负面影响,盐的浓度越大影响越大。
2.S剪切力对填料留着率的影响
纸机中有许多地方存在很高的剪切力,如栗、靠 近成形网表面等地方,羧甲基淀粉钠复配使用对填料留着率的影响,特别是高速纸机剪切力更大。 大家采用在浆料中加入质量分数1%的PAE、质量分 数0.8%的CMS和填料,使纤维与PAE、CMS、填料和 细小纤维形成絮团,然后通过不同速度搅拌、剪切后 进行抄纸,测定纸张的填料留着率。检测结果见表5。
表5剪切力对填料留着率的影响
揽拌速度/(r*min_1)
0500 10001400
填料留着率/%64.163.6 62.358.6
由表5可见,搅拌速度对填料留着率有一定的影 响,搅拌速度越快影响越大,当搅拌速度达到1 400 r/rnin时,填料留着率明显下降。这是因为搅拌速度越 快剪切力就越大,越能把浆料体系中的PAE、CMS、填 料、细小纤维和纤维所形成的较大絮团打碎,从而造 成填料的流失。
2.6不同品种的填料对填料留着率的影响
在造纸过程中加入填料是为了降低成本、或使 纸张获得某项性能或使其原有的某些性能得以改 善。大家在浆料中分别加入质量分数0.8%的CMS 和不同品种的填料——PCC、GCC、高岭土和钛白粉, 然后抄纸,测定纸张的填料留着率并与不添加CMS 的浆料对比。检测结果见表6。
表6不同品种的填料对填料留着率的影响
PCCGCC填料
高岭土钛白粉
填料留着率/% 不添加CMS25.726.322.625.4
添加CMS35.026.525.325.6
填料留着率的增加值/百分点9.30.22.70.2
从表6可看出:添加CMS对不同品种的填料留 着率的影响是不一样的,PCC留着率增加最大,而 GCC、高岭土、钛白粉的填料留着率几乎不增加。这是 因为PCC分散于水中即会带有正电荷,羧甲基淀粉钠复配使用对填料留着率的影响,该表面电荷 是由悬浮在水中的填料粒子表面功能基离解或所 加入的带电荷分散剂(如磷酸盐)吸附在表面上形 成的[4]168,而纤维、GCC、高岭土、钛白粉和CMS分散 于水中带有负电荷,由于相同电荷间的静斥力和不同 电荷间的静电吸引力是纸料保持稳定与分散、吸附与 絮聚的主要动力[4M,因此PCC可以和纤维、CMS发 生吸附与絮聚,从而提高了填料留着率。
2.7填料和化学品的添加次序对填料留着率的影响 造纸湿部许多部位都可以添加助剂、填料,添加 位置不一样其效果也不一样;大家在浆料中按不同 次序添加质量分数1%的PAE、质量分数0.8%的 CMS和PCC后抄纸,测定纸张的填料留着率。检测结 果见表7。
表7填料和化学品的添加次序对填料留着率的影响
填料和化学品的添加次序填料留着率/%
浆料一?PCC25.7
浆料一^pcc—»-PAE—>-CMS63.2
浆料一>PCC——»-PAE55.8
浆料一»-PAE—>CMS—>-PCC64.1
浆料一>-PAE—>-PCC—>-CMS62.1
浆料一? CMS —?PCC —»-PAE52.2
浆料一?CMS—»-PAE—^PCC56.7
从表7可看出,以“架料—PAE—CMS—PCC” 的添加次序最好。这是因为在衆料中只有阳离子加入 后再加入阴离子聚合物的添加次序才是最有效的:在 纸浆中加入PAE阳离子聚合物电介质,随后用高相 对分子质量的阴离子聚合物电解质处理。该絮凝的机 理是产生一个补丁来提供阴离子聚合物的固定点。高 相对分子质量的阴离子聚合物与补丁提供的阳离子 结合,而链的其余部分会被补丁周围的负电荷排斥, 这样迫使阴离子聚合物链伸进周围水中,促使吸附在 另一颗粒表面的阳离子补丁位置上形成架桥,将2颗 粒表面结合在一起[6],然后絮团多余阴离子和带有阳 电荷的PCC吸附,形成更大的絮团,从而提高了填料 留着率。
3结论
CMS在浆内单独使用时,其填料留着效果不明
显,对带阳电荷的PCC的填料留着率稍有提高,羧甲基淀粉钠复配使用对填料留着率的影响,而对 其他带阴电荷的填料没有助留效果。
CMS和阳离子PAE复配在浆内使用时有较好 的协同效应,当PAE的添加量为1%质量分数、CMS 的添加量为0.8%质量分数时,PCC的填料留着率为 最高;CMS取代度对纸张的填料留着率有很大的影 响,高取代度的CMS对填料留着率最有利;纸浆的 pH对纸张的填料留着率有影响,PH为6.7?8.3时 纸张的填料留着率最好;盐的浓度越高,填料留着 率越大,当浓度超过0.075%质量分数时,填料留着 率下降很快;搅拌速度对填料留着率也有影响,搅 拌速度越快,填料留着率下降也越快;添加次序对 填料留着率有一定的影响,以“浆料—PAE+ CMS — PCC”的添加次序为最好。CMS和PAE复配使 用可获得协同效应,提高了填料留着率,同时助剂 功效更加显著。
本文推荐企业:澳门威利斯人88038(http://www.sdcmcchina.com/),是专业的澳门威利斯人88038,羧甲基淀粉钠,黄原胶生产型企业,专业生产澳门威利斯人88038,羧甲基淀粉钠,黄原胶。拥有雄厚的技术力量,先进的生产工艺和设备。东达纤维素有限企业全体员工为海内外用户提供高技术,高性能,高质量的产品。热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。
 
XML 地图 | Sitemap 地图