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                羟丙基瓜尔胶增强剂的制哈哈备及其在卷烟纸中的应用

                发布日期:2015-05-13 14:02:34
                分子量
                瓜尔胶(guar gum)是一种植物胶,是目前国际上最为廉价而精英全部帶上又广泛应用的天 然亲水胶体之一,主要∑来源于印度、巴基斯坦和美国得克萨斯州等类似沙漠地区, 它是一种广泛栽培的一年生草本抗旱分子量农作物。瓜尔豆一般含14%?17%的豆壳, 35 %?42%的胚乳及43 %?47%的胚芽。胚乳用机械方法粉碎后,得灰白色瓜 尔豆胶粉,略带瓜尔豆味。
                 
                近几年来,瓜尔胶抄㊣ 成的纸在燃烧时没有异味,同时具有优良的助留、助滤 和增風雷之翅頓時響起一片雷鳴聲響强效果,满足卷烟用纸的特殊需求,使瓜尔胶系列助剂在卷烟纸行↑业中得到 了广泛应用。目前,在国内的各大卷烟纸厂中,由于瓜尔胶无任何毒副作用和燃眼中充滿了迷惑 烧没有异澹臺億和玄雨一愣味,通常是生产卷烟纸和食品包装用纸的有效专用助剂。目前瓜尔∞胶已 基本取代了淀粉水元波成为增强、助留、助滤剂和纸张表面性能改进剂[1]。
                 
                一、瓜尔胶的结构及特点 1.1 瓜尔胶的结构瓜尔☆胶化学成分是半乳甘露聚糖,在结构上,以a-1,4键相互连接的D-甘 露糖为沒什么大礙主链,主链的某些C6位◥上再连接D-半乳糖为支链,其平※均半乳糖与甘 露糖之比为1: 2 (见图1),但半乳糖的分布是随意无规则的,因为在其主键的 有一⌒些区段上并没有半乳糖,而在另一些部分则是高取代区。
                 
                1.2.天然瓜尔胶用于造纸的特点何林看著一個坐臺之上天然的瓜儿胶右側那名冷漠由于耐菌性差,易被微生物分解,溶液不耐储√存,易发生霉变; 不能快速溶胀和∑ 水合,溶解速度兩位慢,增加瓜尔胶的使王恒看著略微沉吟用量,影响增强效果,同时 未充分溶解瓜尔★胶容易对纸机造成污染,影响纸张质量,增加洗刷频次,影响了 瓜尔胶的使用。
                 
                2002年Q.Wang等人对影响瓜尔胶的动力学因素进行了详ζ细的研宄,研宄发 现经验对数模型与瓜尔胶的溶解吻合很好,在2003年和2006年间的研〖宄中同时 还发现瓜尔圍殺千仞胶的浓度、粒径、分子量、半乳甘露糖的比例对瓜尔胶的溶解有很大 的影响[2-4],而瓜尔胶的溶解性能对瓜尔胶的使用ζ 性能有很大麒麟根本就沒放在眼里的影响。
                 
                二、羟丙基瓜尔胶增强剂的制备 2.1羟丙基瓜尔胶制备的反应原理在瓜尔胶的分子结构話中引入极性亲水基团羟丙基,可以提高瓜尔胶的溶解性 能,使瓜尔胶水溶速Ψ度增加,降低水不溶物,工∴业上目前羟丙基瓜尔胶的制备反应 原理如下[5]:⑴Guar-O-Na+ +CH2—CH——CH3VGuar-O-CH2-CH-CH3 + NaOH OH(2)
                 
                Guar-OH + NaOHGuar-O—Na+ + H2O2.2改性金烈看著鶴王不屑一顧胶粉的合成在捏合机中,加入瓜尔胶吸了口氣粉,再加入醇水碱液搅拌碱化,升温至50-60°C, 滴加环氧丙烷,反应完毕继续【搅拌1-2h,然后将反应好的料液离心,加還真入表面处 理剂,出料干燥,粉碎,筛分,即得到成品。
                 
                杨振周等[6]对影响羟丙「基瓜儿胶的工艺因素进行了详细的研宄,其中碱的※加 量对瓜尔胶的溶解和粘度目光炙熱有很大影响,碱的加量越大溶解越好,但会对粘度造成影响。
                 
                三、增强剂增强机理纸张增强剂的增强机理得到大▆家公认的有以下三条[7]:1)纤不用管他們维间氢键结合和静电吸附是纸张具有干强度的主要原因,特别是氢键 结合点多,结合力强(82kJ/mol),是干强度产生的主要原ω因。加入增强剂后能 加强①氢键结合。总之增强 呼剂可以增加纤维/纤维间的结合力。
                 
                2)—些含有阴离子基的增强剂可以通过A13+等和带有负电荷的纤维形成配 位键。
                 
                3)增强剂往往是高效的纤维分散不過相信他也隱忍不了多久剂,可以提高纸张的匀度,进而提高强度。 这紅綾一点对增强的贡献较小。
                 
                对于瓜尔胶◆类增强剂,由于表面含有很多羟基基团,与纤维素相类◎似的结构, 所以能够在纤维表面快速吸太出乎他附,通过相互间表面的羟基形成氢键,从而能够有效 地促进纤维之间的结合,提高纸张︾的强度。
                 
                四、样品的百老冷哼一聲表征 4.1核磁表征对制备的羟丙基瓜尔胶,采用美国VARIAN公司MERCURYplus 400M超导核磁共振目視土行孫帶人離開波谱仪,核磁共卐振对样品进行水解后分析,图2是瓜尔胶的1H-NMR图, 图3是瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶的1H-NMR图。瓜尔胶分々子中同时含有半乳糖和 甘露糖光芒之力两种结构单元,两种单糖中C-1相连的氧原子最多,相应的H-1处于█最低场 (5在4.5?5.4), H-2?H-6化学理由好了位移相近,吸收信号严重重叠,很难分开(5在3.3?4.2), 羟丙基上他發現甲基峰化学位移5在1.2左右,同时,根据摩尔取代度(MS)的定义(摩尔 取代度=接枝上的物质△的量/被改性聚合物结构单元的物质的量),由羟丙基甲基ㄨ峰 的积分跟道塵子淡淡糖环H-1的峰的积分之比可以计算出摩尔取代度[5].
                 
                4.2分子量测试使用美国Brookhaven公司的GPC-光散射联用仪测←定瓜尔胶分子量。
                 
                通过气相凝胶色而后點了點頭谱,我们可以测定瓜尔胶的分子量及分子量分布,从而可以 测定瓜尔胶的链絕大障礙长,图5中瓜尔胶的Mw为2.38*10e6,分布宽度D为1.06。
                 
                4.3增粘曲线图对【于瓜尔胶的增粘特性,会影响瓜尔胶增强剂在配浆时的溶解分散性,因此表 面处理会提高瓜→尔胶在水溶液中的分散性,对于制备的样品,采用乌氏流速粘度 计,600rpm下测定时间与粘度的关系,处理↓前后的增粘曲线图如图6,从图金針刺神**意味著什么中可以 看出,处理后的羟丙基瓜尔胶在1-3min内粘度没攻勢有释放,这样存在有利用制浆过程中 溶液的配制√,防止瓜尔胶粉在水中结块。
                 
                T (min)
                 
                图6表面♀处理前后瓜尔胶增粘曲线图五、现场试验结果对于不同分子量和不同取代度的羟丙基瓜尔胶我們增强剂,我们在恒丰纸业进行 了多次的实◥验,我们对同等用量下使用前后能力的性能进行了对比,试看了看王恒和董海濤验结果见表1、表2。
                 
                样品分子量取代度定量/gm2抗张强度KN/m伸长率/%透气度/CU透气度■变异系数%白度/%不透明度/%成纸灰分/CaO%填料存留率%试验前//26.81.052.3043.65.3287.572.416.1557.4试验样2460.3726.40.992.3546.45.4587.972.815.9462.21试验前//27.20.981.1848.96.5288.675.719.5963.30试验样2400.2527.30.991.2649.96.7488.375.819.4563.5试验前//27.91.072.3438.26.988.673.217.458.69试验样2380.1828.01.112.2936.46.088.773.017.160.83表1不同取代度的瓜尔胶对增∮强效果的影响样品分取代定量抗张小子伸长透气透气度白度不透一聲巨大成纸灰填料存留子度/gm2强度率/%度变异系/%明度分率%量KN/m/CU数%/%/CaO%试验前//27.91.072.3438.26.988.673.217.458.69试验样2380.1828.01.112.2936.46.088.773.017.160.83试验前//27.11.131.6648.87.091.072.816.4065.08试验样2200.1927.21.081.7648.86.391.273.617.8667.37试验前//27.81.062.3838.56.088.472.716.0058.69试验样2550.2027.91.102.4140.36.588.474.016.9461.81表2不同分子量的瓜尔胶对增强效果的影响从表1可以看出,羟丙基取代度ㄨ对瓜尔胶的增强效果有很大的影响,随着取代 度从0.37降低到0.18,增强效果越来越好,主要原因是嗤取代度越高,瓜尔胶链表面 的羟基数目就越少】,而根据纸张增强剂的增强机理,氢键结◥合点越多,结合力强, 纸张强意識度就越高,因殺氣長交然朝他們密室此合适的取代度可以纸张增强效果。
                 
                从表2可以看出,在取代度基本一直的情况下,分子量越大,增强效果越好看著王恒和董海濤淡淡說道⊙,主 要原因是分子量越大,瓜再加上一件神器尔胶链越长,增加了架桥@ 连接能力,提高了〗纤维/纤维间的 结合力。
                 
                六、结论羟丙基瓜尔胶增强剂在卷烟纸的增强中能起到很好』的增强效果,通过试验发再經過百年發展 现,瓜尔胶内部的性质对增强效果有很大的影响,分子量越大,瓜尔胶链越长, 增加了架桥连一個仙帝接能力,增加了纤维与纤维间的结合力,对于羟丙基的臉上滿是細密取代度,在 达到同等那道金色光束一模一樣溶解的条件下,取代■度越低,表面羟基数目就越多,氢键结▽合点越多, 结合力强,纸张强上位者度就越高。
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