瓜尔胶改性作造纸法再造烟叶湿部助剂研究

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造纸法再造烟叶是利用烟梗、烟末和碎片、废次烟叶等烟草废料作基本原材料通过造纸工艺生产的烟草薄片。由于烟草废料的特殊性质及烟草薄片生产的特殊要求,传统的造纸湿部助剂不能应用在造纸法烟草薄片的生产过程中,由此,本文通过在对烟草浆料的特性分析的基础上,合成了适合于造纸法再造烟叶应用的高效天然高分子瓜尔胶衍生物助留助滤剂产品,以优化湿部抄造过程工艺参数,实现造纸法再造烟叶湿部抄造技术升级。首先,研究了烟草浆料的特性。结果显示:烟草浆料中主要含有烟梗纤维和不规则的烟末团簇;烟草浆的阳离子需求量很高,Zeta电位却很低,分别为0.2185mmol/L,-8.00mV。阳离子电荷需求量高,说明在烟草浆料体系中存在很多的阴离子干扰物质,不利于阳离子助剂的引入;浆料Zeta电位低说明,浆料表面游离基团较少,成纸强度性能可能较差。也考察了浆浓、浆料配比、打浆度、pH值、电解质浓度、填料添加量、阳离子瓜尔胶添加量对烟草浆料的湿部电荷特性的影响。其次,以离子液体为反应介质,过硫酸钾为引发剂,引发了丙烯酰胺单体在阳离子瓜尔胶骨架上的接枝共聚。研究了反应过程中各种因素对接枝聚合参数的影响。通过四因素三水平的正交实验及单因素实验对反应条件进行优化,得出最佳的反应条件为:单体与阳离子瓜尔胶的质量比为3:1,引发剂与阳离子瓜尔胶的质量比为1:30,反应温度为60℃,反应时间为1h,在此条件下得出接枝共聚产物的接枝率达175%,接枝效率95%以上。与传统溶剂法相比,在离子液体中接枝共聚节省了反应设备的体积、减短了反应时间。接枝产物也利用红外、核磁共振、扫描电镜等手段进行了表征。最后,研究了瓜尔胶及其衍生物对造纸法再造烟叶浆料的助留助滤性能,考察了它们对造纸法再造烟叶白水污染负荷的影响,也对比了它们对再造烟叶物理性能的影响。结果显示:添加瓜尔胶及其衍生物,能在改善再造烟叶浆料助留助滤性能的同时,也能在不影响匀度的情况下,改善基片的物理性能,提高基片的定量,减轻白水的污染负荷。合成的CGG-g-AM在这些方面表现出了较好的性能。在其用量为0.08%时,助留助滤性能最佳,能使细小组分首程留着率24%,使打浆度降低38%,能使白水的SS值降低29.3%,电导率值降低16.0%,CODCr降低21.1%。
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