论文部分内容阅读
当今造纸工业中广泛应用的施胶条件是中碱性施胶,以阳离子淀粉作为乳化剂的淀粉型烷基烯酮二聚体(AKD)乳液施胶剂是国内外普遍采用的一种中碱性浆内施胶剂。阳离子淀粉是由含有氨基、亚氨基、铵、锍或膦等阳离子化试剂在碱性条件下与淀粉反应而制得。造纸工业中主要应用的是3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)作为醚化剂。本论文主要通过用新型的制备工艺制备出具有高取代度低粘度的阳离子淀粉乳化剂,用模拟底物模拟植物纤维,对AKD在浆料中可能发生的反应进行了探讨,通过AKD与造纸工业中常用的聚糖类物质进行共混反应,从浆内施胶的角度对纤维抗水性能进行了初步研究。首先,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂,用半干法制备出高取代度阳离子淀粉,考察了影响阳离子淀粉取代度和反应效率的主要因素,得出最佳反应条件为:阳离子醚化剂用量为绝干淀粉的45%,碱催化剂的用量为绝干淀粉质量的14%,体系含水量25%,体系反应温度为60℃,反应时间3.5h。得到阳离子淀粉的取代度为0.3550,反应效率高达91.43%。其次,用新型的微波加热方式,不改变反应原料的基础上,通过改进制备工艺,制备了取代度高达0.3906反应效率85.53%的高取代度低粘度阳离子淀粉。微波法的最佳工艺条件为:阳离子醚化剂用量、碱用量、乙醇用量分别占绝干淀粉质量的的53%、14%和30%,体系含水率为18.5%,反应温度60℃,反应时间3小时。与烘箱加热方法对影响阳离子淀粉取代度和反应效率的各因素进行对比,证明微波加热方式的生产效率较高,制备的淀粉乳化AKD后用于浆内施胶,探讨了不同取代度对施胶效果的影响,与市售AKD乳液的性能及浆内施胶效果进行了对比。然后,为了探索研究AKD在造纸过程中同植物纤维原料可能发生的反应,创新性的选用小分子的醇类化合物,作为模拟底物模拟纤维素大分子结构,利用均相反应易于控制反应条件的优势,对AKD在纤维上产生抗水性的机理进行了初步的探讨。最后,研究了大分子聚糖类物质同AKD共混反应产物经浆内施胶后在纸页上产生的抗水性,同聚糖类大分子物质在造纸工业中的常规用法进行了比较,对大分子多羟基化合物在AKD施胶过程中产生的影响进行了研究,进一步探讨了AKD施胶机理。