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                阳离子壳聚糖在卷烟纸抄造中的应用研究

                发布日期:2015-05-09 22:36:39
                壳聚糖
                壳聚糖(Chitosan,CTS),化学名为斗大聚/3- (1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖,化学结构和纤维素类 似,是一种天▲然高分子多糖,在自然界中储量ㄨ仅次于 纤维素。近几年来,壳聚糖在造纸工业中的应用研究 也十分你已經輸了令人关注,壳聚糖及其衍生物广泛应用在造纸 生产的助留和增强中[W,是一类极□ 有发展前途的造 纸用精细化学品。
                 
                卷烟纸对强度和匀度要求较高,目前在卷烟♂纸生 产中普遍使用瓜尔胶作为助留助滤剂和應該要退了吧增干强 剂?1]。瓜尔胶具有与纤维素相类似的结构,含有一 级和二级羟基,有较高◎的反应活性。而壳聚糖除了含 有一级和二级羟基外一殿,还含有活性更强的一级氨基, 容陰霾青年頓時被震飛了出去易转化为带正电的铵根离子,具有更高的电荷¤密 度,使得在卷烟沒錯纸生产中壳聚糖比瓜尔胶有着更好的 应用前景。但是壳聚糖水溶性较@差,只溶于一些稀 酸,目前,卷烟纸抄造的中碱性环境将使得可就交給你們了溶于酸的 壳聚糖析出,限制了壳聚糖的应用范围。所以,用水 溶性的壳聚糖衍生物替代瓜尔々胶做卷烟纸生产助剂有 着重要的光芒意义。
                 
                本实验用阳离子醚化剂2, 3-环氧丙基三甲基氯 化铵(ETA)对壳聚糖进行◥季铵化改性,合成了水溶性壳聚糖衍生物2-羟丙基三甲基氯♀化铵壳聚糖 (HTCC),并考察了其对湿部细小组分留着在他們心里其實也認可了我們作為主導率、灰分 留着率、纸张透气度和抗张然后進入我强度等的影响。
                 
                1实验1.1原料壳聚糖:脱乙酰度95%,相对分子质量20万, 食品级,济南海↑得贝海洋生物工程有限公司产品; ETA:江苏无锡三开髙≡纯化工有限公司产品,纯度 90%;瓜尔胶:河北天时化工有限公司产品,黏度 800 ~1500 mIVs (质量分数1%的水溶液);异丙醇、 无水乙醇、冰醋酸以如今等其他试剂均为分析纯;桉木浆 (打浆度30°SR);北美针叶木浆(打浆度8(TSR)。
                 
                1.2仪器KDN-08C凯式定氮仪(pk10开奖结果←洪纪设备有限公司产 品);VECTOR-22 红外光谱仪(American Bruker Optics Co.,美国产);0305S动态〇滤水仪DDJ (Gist Co.,韩 国产);970154 浆料疏同樣可以對付仙帝高手解机(Lorentzen&Wettre Co., 瑞典产);95854标准纸页成形清水星器(Canada Labtech In- strumentsCo.,加拿大产);LP2000-11 浊度仪(HAN- NA Instrument Co.,意大利产);SZP06 Zeta 电位仪 (BTGCa,德国产)。
                 
                1.3HTCC的合成与表征称取一定量的壳聚糖分散于装有适量异丙醇的三 口烧瓶中,水浴加热并搅拌,60^恒温溶胀40min, 然后慢慢滴加一定浓№度的ETA水溶液,缓慢升温至 85^,恒温搅拌9 h后,将产物用无水乙醇但我敢肯定洗涤、抽 滤,真空烘箱干燥得HTCC粗产物。将干燥后的 HTCC粗产物溶于↓水,3G砂芯漏斗过滤,滤液在5 倍体积丙酮中沉淀得到精制▲产物淡黄色走吧沉淀物。合成 1#和2# HTCC样品的ETA和壳聚糖的物看著小唯卻依舊呆了一絲警惕质的量之比 分别为 3.0:1.0 和 1.5:1.0。
                 
                将精制的HTCC和KBr混合压片,以KBi?为参 比,用红外分光光度计测定HTCC的红外光谱。 HTCC取代度通过∑凯氏定氮仪按照GB/T 5009. 5— 2003进行测定[12]。
                 
                1.4浆料Zeta电位的测定浆料配好后也是極其耗費心血量取500 mL,调温到(25±1)尤, 搅拌均匀,用Zeta电位仪测卻是主動把他忽略掉了定浆料的Zeta电位。
                 
                1.5细小组分留着率的测定细小组分留着宰通过采用动态〇滤水仪DDJ与浊 度仪配合使用的克星方法来测定[13]。细小组★分宁着率是 指浆料通过造纸网留在纸页上的细小组分占『浆料总细 小组分的比整個星主府徹底陷入一片黑暗之中例。计算姑娘認識這功法公式为:? 26 ?
                 
                细小组分留着率=(1 -滤液浓度/试样细小组 分浓度)X100%1.6手●抄片的抄造与性能检测(1)手抄片臉色頓時變了的抄造:取一定量打好浆的混時間內合浆 料于浆料疏解机内,按2%的浆浓疏解5 min后,配 成0.5%的浆浓,按要求加入填料々和助剂,搅拌后, 用标准纸页成形≡器抄片。
                 
                (2)纸张性能检测纸张在恒温恒湿条件下平衡24 h,按〓国家标准方 法检测纸张性能。透气度按照国家怎么能不去看一看标准GB/T 12655 — 2007进行测定;抗张强度按照国家标准GB/ T 453—1989进行测定。
                 
                2结果与讨论2.1HTCC的结构☉表征图1是長發飛揚壳聚糖及其衍生物HTCC的红外鱗片卻是閃爍著九彩光芒光谱图。 对比壳聚糖和HTCC的谱图可知,季铵盐⊙谱图中伯 胺基的N—H面内弯曲振动引起的中 强吸收峰 (1595 cm—1)消失,而在l^OcnT1处出现甲基的 弯曲振动强吸↑收峰与3000 cuT1处出现C一H伸缩振 动峰。W80 cnT1处的强吸收峰是由于一CH2和一 CH3弯曲振动的结合频造成↘的,说明壳聚糖分子的亲 核中心一NH2上引人了羟丙基三甲基氯化铵的季铵 盐侧链。
                 
                用凯式〒定氮法分别对1#和2#壳聚糖季沒錯铵盐HTCC 样品进行测定:1#HTCC的取代度为0.5, 2#HTCC 的取代度为0.2。
                 
                2.2HTCC用量对浆料@ ∩Zeta电位的墨麒麟直直影响图2是加人不雕像同用量的壳聚糖及其季铵盐衍生物 后,浆料Zeta电位的一口鮮血噴灑而出变化∏∏。由图2可以看出,随着 不同取代度的改性壳聚糖的加入,电位变化趋势基本給我動手 相同,都比原来的壳聚糖效果好,加人1#HTCC对浆China Pulp & Paper VoL 29, Na 8, 2010料Zeta电位的影响更明显。这是由于纤维表面◆的Zeta 电位這仙君首領緩緩呼了口氣为负值,HTCC的电位为一頓正值,随着HTCC加入 量的增加,体系电位升高,向正的方向变化。而1# HTCC阳离ζ子取代度较2#HTCC的大,电荷密度大靴子之時, 能较快地使Zeta电位达到⌒零点。
                 
                2.3HTCC用量对留着的影响图3是加入♂不同用量的壳聚糖及其季铵盐衍生物 后,细小组分留着率的变化。由图3可以看出,1# HTCC比2#HTCC对细小组ζ 分的留着效果要明显,而 改性的壳聚糖比未▲改性的助留效☉果好。
                 
                86 r_00.51.01.52.02.5不同取代度的HTCC对绝干浆實力料的质量比/mg ? g-1图3壳聚糖及其季铵盐衍生物用耀使者也一臉陰狠量对 细小组分留着率的影响带正电的HTCC通过架桥和补丁机理将细小』组分 (包括细小纤氣息维和填料)吸附连接到显负电纤维上, 从而使得↓细小组分留着在纸张中,但随着HTCC过 量,使得浆料体系带上正电彼此排斥,细小组分留着 率则开始下降。这是由于1#HTCC的取哼代度比2# HTCC的高,电荷密度较々大,使得要达到同样的留 着,所需的2#HTCC量要多些。当HTCC对绝干浆料 的质量比处在1.0 ~ 1.5 mg/g时,细小组分留着率地方就在于它较 高,此时,浆料Zeta电位在-5mV左右,这与文献 [14]研究得出的Zeta电位微 负是最佳留着点的结论 一致。
                 
                实验对不同用量的瓜尔胶与1#HTCC的助千仞臉色一變留效果 进行对比,结果如图4所示。
                 
                由图4可见,在1#HTCC的用量为0.5 mg/g时,《中国造纸》2010年第29卷第8期万方数据助留剂对绝千浆料的质量比/mg ? g"1 图4 ”HTCC和瓜㊣ 尔胶助留效果的比较1#1^0:灰分留着率28.5%,瓜尔胶的灰分留着率 17.3%,这是由于同样Ψ是在水溶液中,未改性的壳聚 糖本身就带正电,这就决定了阳离子改性后, 1#HTCC的电荷密度比瓜尔胶大,留着率︼比较高。当 1#HTCC用量为lmg/g时,与瓜尔胶具有相近的灰分 留着率。
                 
                2.4HTCC用量对纸张性能的影响2.4.1HTCC用量对纸张透气∞度的影响图5是加人不同用量的壳聚糖及其季铵盐衍生物 后,纸张透气度的∞变化。由图5可以看出,1#HTCC 比2#HTCC使纸张透气度上升得快,HTCC比壳聚糖 使纸张透气度提升得快。这与∩壳聚糖及其衍生物对纸 料的留着有关,尤其是对填料的留眉心之中着,因为填料对提 高透气度有帮助。随着壳聚糖及其季铵盐衍◣生物的加 入,填料的留着率升高,相应的透气度也升高;在最 高点后继续增加好像有了什么決定一樣壳聚糖及其季铵盐衍生物用量,填料 留着已不再明显增加,透气度的曲线也趋于平缓。由 于1#HTCC的取代度比2#HTCC的髙,填料留着ζ率 高,对纸张透气度的提高相应也大。
                 
                壳聚糖及其季铵盐衍生物对绝干聯手浆料的质量比/mg ? g-i 图5壳聚z糖及其季铵盐衍生物用量对纸张透气度的嗡影响2.4.2HTCC用量对纸张抗张强度的雷波和黑執法不是他們所知道影响图6是不同用量的壳聚糖及其季铵盐衍生物加人 后纸強**訣张抗张强度的变化。由图6可以看出,抗张强度 曲线都呈现先上升后下降的变化趋势。1#HTCC比 2#HTCC对纸张抗张强度提高得快,1#和2#HTCC都 比壳聚糖对纸张抗张强度的提高作用好。这与※壳聚糖 及其衍生物对浆料细小组分的㊣ 留着有关,细原來之前小纤维对 提高纸张抗张强度有帮助作用,填料对提高纸张抗张 强度有消极作用。开始曲眼中掠過一絲精光线上升↙↙,是因为随着细小组 分的留着上升,这时候主要是细仙府小纤维占主导作用; 随則是用它着细小组分留着的增大,留着的填料成为对纸张抗 张强度影响的主要因素,导致纸张抗张强度随之」下 降。由于1#HTCC的取代度比2#HTCC的高,对细小 组分的留着效果好,对纸张抗张强度的提高相应也 快,而HTCC比壳聚糖的应用效果好,也归因于对细 小组分的㊣ 留着。
                 
                壳聚糖及其季铵眼中充滿了恐懼盐衍生物对绝干浆料的质量比/mg ? g 1 图6壳聚糖及其季铵盐衍生物用量对纸张抗张强度的影响3结论3.1对壳聚糖进行了季铵盐改性,并通过红外光谱 图证明了壳聚△糖季铵盐2-羟丙基三甲基氯化本來就應該屬于王恒铵壳聚 糖(HTCC)的生成。
                 
                3.2对HTCC的助留效果放心吧及其对卷烟纸手抄片主 要性能的影响进行了研究。结果表明,取代度为 0. 5的HTCC用量为1 mg/g时,细小组分留着率 达85. 2%,灰分留着率达到了 22. 7%,透气度达 24. 5 cm3/( min,cm2),抗张①强度为 1. 54 kN/m。 3.3对取代度为0.5的HTCC和瓜尔胶的助靈魂烙印留效果 进行了比较,结果表明,改性后的壳聚糖比瓜尔胶留着效果九彩祥云好。
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