非离子性瓜尔胶对纸页性能的影响:
非离子性瓜尔胶对纸页性能的影响,本文研究了非离子瓜尔胶浓度对阔叶木浆手抄纸页性能的影响。研究表明,纸页的白度随非离子瓜尔胶 浓度的增加而降低;抗张强度先随非离子瓜尔胶添加量的增大而增大其后随之下降;斯裂度先随非离子瓜尔胶用 量的升高而下降其后随之提高;透气度先随非离子瓜尔胶用量的升高而增加达到一个峰值后又降低。
瓜尔胶(guaigui)是从豆科植物瓜儿豆的种子 的胚乳中提取出来的一种多糖,因此它是一种对环 境友好的天然高分子植物胶[1]。我国从20世纪70 年代开始研究利用它。近年来由于分离提取植物胶 技术的提高和应用技术及应用领域的不断拓宽,使 这一研究领域备受人们关注[2 _6]〇
瓜尔胶主链由(14)一P — D-甘露糖为单兀联 接而成,侧链由单个^—D-半乳糖组成并以(,1 6) 键与主链相接,其化学结构如图1所示。分子质量 约为100万到200万。非离子性瓜尔胶对纸页性能的影响,其本身的结构特征决定了它 易于被改性,从而促使它有广泛的用途。非离子瓜 尔胶是瓜尔胶中的羟基与活性物质作用,生成瓜尔 胶衍生物[7]。如通过引入羟烷基可提高瓜尔胶水 溶性,增强耐电解质的能力。
图1瓜尔胶的化学结构示意图 因为非离子性瓜尔胶具有较好的水溶性和交联 性,而且在低浓度下能形成高粘度的稳定性水溶液,
所以被作为增稠剂、稳定剂和粘合剂广泛应用于化 妆品、石油钻采、食品、医药、纺织印染、采矿选矿、日 化陶瓷、建筑涂料和造纸等行业。
1实验
1. 1原料
阔叶木浆板:智利“明星”阔叶木浆板。
非离子瓜尔胶E — 40033S(33S):珠海伊可美 有限公司,其呈淡黄色。
1. 2实验
打浆处理:把一定量的阔叶木浆板用水浸泡 12h后,用GBJ-A型纤维标准解离器(中国长春市 小型试验机厂)进行疏解,疏解后测定水分;用FEI 型磨浆机瑞典)按照国家标准GB/T3332—2004 每次称取30 gfe干浆量进行打浆,打浆度为39° SR
非离子瓜尔胶溶液的配备:称SDS0 500g在 200mL烧杯中溶解后,非离子性瓜尔胶对纸页性能的影响,配制于500mL的容量瓶内, 其浓度为1mg/mL
纸页: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 加入SDS搅拌5 mn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。
其中瓜尔胶的添加量(SDS?农度)为瓜尔胶占 绝干浆重量的千分数(%〇)。
2 1 4性能测试
光学性能测定:根据国家标准GB/T543 —1988 测定。美国MICRO TB- C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!>Hi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TM型撕裂度仪。
透气度测定:根据国家标准GB/T2679. 13 — 1996测定。ZZ —1〇〇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
21非离子瓜尔胶对手抄片白度的影响
图2为非离子瓜尔胶的添加量对手抄片白度 (% BO)的影响
图2非离子瓜尔胶用量对手抄片白度的影响 由图2可以看出,总体而言,手抄片的白度随 非离子瓜尔胶添加量的增大而降低,这是由于非离 子瓜尔胶本身呈浅黄色致使手抄片的白度下降。
由于SDS分子有与纤维素分子相似的结构单 元,因此SDS很容易与纤维素纤维上裸露的一OH 作用,导致非离子瓜尔胶添加的初期,手抄片的白度 随SD拥量的增大而迅速降低;当纤维素纤维中裸 露的一OH与SDS作用达饱和后,即当SD拥量达 到2%时,手抄片白度的降低趋于变缓,直到SDS勺 添加量达到3%g随后,由于纤维素纤维与瓜尔胶形 成较致密的结构,对纤维素细小纤维与SDS起到驻 留的作用,手抄片的白度又略有下降。
22非离子瓜尔胶对手抄片抗张强度影响
图3表示SDS添加量对手抄片抗张强度的影 响
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图3非离子瓜尔胶用量对手抄片抗张强度的影响
由于非离子瓜尔胶分子与纤维素分子结构非常 相似,非离子性瓜尔胶对纸页性能的影响,所以它对纤维有很强的亲和力,加强了纤维素 纤维间以及纤维素纤维与33S司的作用,即SDS与 纤维素纤维间形成了网状结构,因此,当浆中加入少 量的SS寸,可以增加手抄片的强度,同时这种网 络状结构对细小纤维及SS起到了助留作用,当 3D用量进一步增大时,纤维素细小纤维在网络结 构中成无序排列,从而导致得手抄片的刚性强度下 降。
23非离子瓜尔胶对手抄片撕裂度的影响
36 994-2014 China Academic Journal Electonic Publishing Ho〈《造纸科学与技术年:第26卷第i.5期
图4表示SDS浓度对手抄片撕裂度的影响。 由图3可知手抄片的撕裂度随SD拥量的增加先 下降后增加。在SDS加入初期,SDS分子链上的一 OH与纤维素纤维上裸露的一 CH相互作用,从而增 加了 SDS与纤维素纤维间的作用力,使得手抄片的 强度增大,但在外力的作用下,很容易破坏这种作用 力,因此其柔韧性变差,随着SDS添加量的增加, SD分子链中上的支链起到了一个桥梁作用,其与 纤维素纤维间有缠结作用,从而增大了手抄片的柔 韧性。
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SDS用量/知
图5非离子瓜尔胶用量对手抄片透气度的影响 24非离子瓜尔胶对手抄片透气度的影响
图5为SDS农度对手抄片透气度的影响。由 图5可以看出,5DS的添加有利于改善手抄片的透 气性。
当SDS勺添加量低于3%◦时,由于SS与纤维 素纤维间形成网络状结构,非离子性瓜尔胶对纸页性能的影响,故而提高了手抄片的透 气性能,当SDS勺添加量大于3%时,纤维素的细小 纤维以及SDS均不规则的驻留于网状结构中,形成 致密的结构,从而时手抄片的透气性下降。
3结论
(1)非离子瓜尔胶本身所呈现的黄色使手抄片 的白度下降;
(2h定量的非离子瓜尔胶与纤维素纤维形成 网络状的结构,这种结构可使手抄片的白度在一定 范围内下降到一个定值;同时可提高纸页的透气性;
(3)非离子瓜尔胶主链中的一 OH均可与纤维 素纤维中裸露的一 OH作用,这种作用力可以提高 纸页的抗张强度;却使纸页的柔韧性下降;而非离子 瓜尔胶支链上的一 OH与纤维素纤维中一 OH的作 用可增加纸页的撕裂度,却使纸页的强度下降。
(4)在本实验范围内,非离子瓜尔胶的最佳用 量范围在1. 5%。一 2 5%〇。
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