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目前,聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PAE)已成为应用最为广泛的湿强剂之一,并应用于生活用纸、钞票纸、茶叶袋纸等湿强度要求较高的纸制品生产过程中。PAE湿强剂有较强的自固着性,对含较多阴离子杂质或高盐浓度的环境有优良的耐性,从而能在苛刻的条件下发挥良好的增湿强效果,因此在湿强剂的应用领域有着其他类型湿强剂不具有的优良特性,具有一定的不可替代性。但是,PAE湿强剂在实际生产的应用中,只有部分有效地留着在纸浆纤维表面,其他的随着白水进入较为封闭的白水循环体系中。随着白水中PAE湿强剂的积累,会导致纸浆纤维表面电位“超阳”问题,进而影响后续加入的PAE湿强剂在纸浆纤维表面的留着,使PAE湿强剂的作用效果显著下降。本研究制备了一种生产成本较低的羧甲基半纤维素,通过简单的浆内添加方式提高了 PAE湿强剂的留着率,有效减少了白水中PAE湿强剂的残留,进而有效的提高了纸张的湿强度和干强度。因此,本研究所研制的羧甲基半纤维素是一种绿色的可同时提高纸张干强度和湿强度的增强剂。实验首先考察了不同制备工艺条件对羧甲基半纤维素(CMX)分子量、羧基含量的影响,研究了羧甲基半纤维素与PAE湿强剂配合添加时纸浆Zeta电位、纸张湿抗张指数的变化情况,优化了羧甲基半纤维素的制备工艺,及CMX配合PAE湿强剂使用的最优工艺条件。分析结果表明,CMX最佳制备工艺为:碱化反应时间1h,碱化反应温度25℃,碱化反应所用NaOH溶液的质量分数为15%,半纤维素糖单元与NaOH的摩尔比为1:2,醚化反应时间5h,醚化温度55℃,半纤维素糖单元与一氯乙酸(SMCA)的摩尔比为1:1;CMX最佳参数指标为:羧基含量1.3111mmol/g,Mn=22023,纸张最高湿抗张指数可达12.21N·m/g;当CMX用量为0.6kg/t浆、PAE用量为20kg/t浆时,纸张湿抗张指数达到11.63N·m/g,比单独使用PAE时提高了 48.72%;同时纸张的干抗张强度提高了 29.58%。其次,实验工作分别以玉米秸秆、毛竹、稻壳、桉木化学机械浆、漂白桉木硫酸盐浆为原料,通过冷碱抽提的方式提取了粗制半纤维素,分别将提取的粗制半纤维素结合最优工艺进行醚化反应,制备了几种不同的粗制羧甲基半纤维素(RCMX)。对照评价了几种不同的RCMX、以商品半纤维素为原料制备的CMX和商品羧甲基纤维素(CMC)的增湿强效果。研究结果表明,当RCMX的产品支化度较小、Mn保持在5×104以上、竣基含量维持在1.OOOOmmol/g左右时,具有较好的增湿强效果。以毛竹和桉木化学机械浆为原料制备的RCMX具有低水溶液粘度、高滤水性的优点,且增湿强效果较为明显。纸张的湿强指数最高分别可以达到9.37N·m/g和10.36N·m/g,相较于PAE湿强剂单独使用时湿强指数分别提高了 55.65%和72.09%,且化学处理过程较少,有利于节约对原料的处理成本。最后,通过研究二元湿强体系中纸浆Zeta电位、细小纤维留着率、PAE湿强剂中氮元素归属等规律,探讨了 PAE/CMX二元湿强体系的增强机理,其机理为:PAE/CMX二元湿强体系通过对纸浆表面电位特性的调节,降低了 PAE湿强剂体系的Zeta电位,促进了更多PAE湿强剂分子在纸浆纤维表面的吸附留着,进而提高了 PAE湿强剂的作用效率;浆水体系中的细小组分具有较大的比表面积和较强的阴离子性,可以吸附部分PAE湿强剂分子,而在PAE/CMX二元湿强体系中,CMX与PAE形成的交联产物在纸浆表面构成了一定的“桥联”作用,提高了已经吸附PAE湿强剂分子的细小组分的留着率,进而增强了纸张的湿抗张强度;CMX的添加有助于在纤维表面抗水性网状结构的形成,可有效的增强PAE树脂限制纤维间的相对位移的能力,提高了 PAE树脂的作用效率;CMX的作用为提高过剩的PAE在纸浆纤维表面的留着率,若想得到较理想的纸张湿抗张强度,建议PAE湿强剂应优先于CMX与纸浆纤维混合。