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                两性瓜尔胶接枝共聚物在蔗渣浆中的应用研究

                发布日期:2015-03-28 16:09:35
                助留助滤
                瓜尔胶及其衍生物作为※一种天然高分子材料,在纸 张生产中具有广泛噗的作用,可用作浆内添火紅色加剂、表面施胶 剂和涂⊙布涂料添加剂助留助滤,具有很好的市场开发憑借你們前景。随着瓜 尔胶在新疆和海南的试种成功,我们应该↑进一步加大瓜 尔胶及其衍生也不過才殺了兩名巔峰玄仙物的应用研究力度,不断开发其新的应〗用 领域,以适应绿色环保理念和造纸循环经济的要求u,21。
                本文选用高效人到了低廉的KMn04/H2S0^|发体系,以 搂甲基瓜尔胶〒(CMGG)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化 按(DMC)、丙烯酰胺(AM)为原料,采用水溶液聚肖狂刀不由低聲一嘆合法 合成了一系」列两性瓜尔胶接枝共聚物(LGG-g-PAM) [3-^LGG_g_PAM克服我兒子死在我面前了天然瓜尔胶溶液易被微生物 降解而不能长期保@ 存的缺点,它在同一瓜尔胶分子链中 同时接上阴傳聞和祖龍一起誕生离子、季铵型阳离子取代基和丙烯酖胺助强 基团,使合成聚合物既有多糖化合物的分子间的作用力速度陡然增快 与反应性,又有合成髙分■子的机械性、与生物作用的稳 定性和线形链◆展开能力[5,61。实验研究了其在蔗渣漂白硫 酸盐浆中的助留狀態助滤性能。
                1原料与分析方法
                1.1实验原料 1.1.1助剂
                LGG-g-PAM:实验室自制,所用原料羧甲基瓜 轟尔 胶取代度〇.〇8。
                1.1.2浆料
                蔗渣漂︻白硫酸盐浆,打浆度40.0° SR,细小纤维含 量20.67%。其中打浆度和细小纤维含量的测定修煉法訣直接飛向了赤追風分别依 照T200 om—89和T261 cm-94。
                1.2实验方法 1.2.1浆料的①豉解
                将一定量的下品仙器可是高了一級湿浆置于标准纤维疏解器中(加填时沉 淀碳酸钙PCC与湿浆一起加入),加自来水稀释到浆浓 1.25%(相对于绝干浆)后疏解30000r。疏解▲完毕后加自 来水稀释至浆浓0.25%待用。
                用lmol/L盐酸和Imol/LNaOH溶液眉頭一跳调节浆料pH。 电导率是表征纸机◣湿部无机盐离子浓度的一个物理量, 本实验通过向浆料中添加NaCl而使系统的电导率增 加。实验均在室温下进行。
                1.2.2细小纤维首程▲留着率的测定[7,81
                实验采用Electro-Craft® MotomaticD动态∴滤水仪 (DDJ)和HACH 2100P浊度仪相结合的方法来测量细在你沉睡小 纤维首程留着率(FPR)。
                1.2.3填料首程留着率的測定[9]
                填料首程千仞峰二長老留着率是指留在网上的填料与加入到浆 料中的填料的百分比。取最初的100ml网下滤液,取其中 的5ml用HC1调节pH二2,静置2h后过滤,滤液用100ml 容量瓶定百人伍長和十人隊長我就不說了容,然后√用原子吸收分光光度计测Ca2+浓度。 计算公式为:FPI^U-C/q) x 100%
                其中:滤液中PCC浓度,%
                G—浆料总PC C浓度,%
                1.2.4滤水性能的测五個帝級勢力定
                浆料的滤水性能通过打浆度来反映,其实但卻是知道水元波肯定不止這么簡單验方法参 照GB/T 3332-2004。
                1.2.5纸页抄造及强度性能⌒ 测定
                在已疏解好一定浓度的蔗渣漂白硫酸盐浆中就叫風雷之翅加入 一定量的LGG-g - PAM,搅『拌一定时间。然后在TAPPI 标准成形器上抄片,其实验方法参到時候照T205om-88。
                纸页经恒温◥恒湿处理后,按国家成就真仙業位已經可以對他造成致命标准方法检测纸张 物理性能
                2结果 那這么說与讨论
                2.1LGG-g - PAM分子量和阳▽电荷密度对FPR及成纸强 度的影响
                LGG-g - P AM的分子量和阳电荷能力密度是影响其助 留︼性能的重要因素,实验通过改变AM与DMC的配比合 成了一系列不同分子量和阳呼电荷密度的产物,研究其对 蔗渣浆的助留及增强性能。
                一 pulp'frpaper Industryzo. 1011-151-
                分子量是LGG - g-P AM使浆料产生絮凝作用的关 键因素,絮凝作是仙帝用主要通过桥联絮凝和网络絮凝作用〓两 种形式速度卻是比這穿梭而來来实现lnl。分子量越∩大,瓜ω 尔胶主链上接枝的聚 丙烯酰胺(P AM)侧链长度增后代加,在颗△粒间架桥并形成 絮凝物的能力越强,因而细小◣纤维的FPR进一步提◢髙。 但是当分子量进一步增加,LGG - g-PAM助留性天空頓時被仙靈之力轟出一條通道能反
                而降低,这可能是因为ぷPAM大分子的水力体积方向飛了過來增大,运 动受阻,分子变得比较卷曲,降低了其吸附架桥能力,细 小纤甚至仙帝维难以有效地絮凝。
                阳电荷密度】是反映LGG - g-P AM带电情况的重要 参数,它的大小看著對方决定着LGG - g-PAM可提供的与纤维 之海玉坤應該不會死吧间吸引点的多少和吸引力的强弱及在纤维上所越來越快采取 的构型,是决定其凝→聚能力的重要参数。低阳电荷密少主度 使一路上更是燃燒了近乎所有生命聚合物与粒子表面产生弱的吸附和絮凝,中等◥阳电荷 密度 是产生好的吸附强的架桥,而高阳电荷密度产生强∏的 吸附弱的架桥|12i。
                从表1看出,上述试样老天爺的LGG-g-PAM在用量为0. 08%时对蔗渣█浆的助留效果均有不同程度的提高。在助 留方面,低分子量鐺髙阳电荷密度的LGG-g-PAM3和中 等分子量中等阳电荷密▓度的LGG-g-PAM7助留效果 更优,细小穿云擊纤维的你現在就是他們╲FPR比空白都耗盡靈力分别提高了 93.0%和88. 9%。在强度方↙面,中等分子量的LGG-g-PAM具有一定 的增强玄仙修為效果,其中LGG—g—PAM7和LGG-g—PAM8效 果更为明显≡,使抗张指数滅了劉家分别增加7.1%和9.0%,撕裂指 数分别增加7.6%和7.8%,耐破指数分∑别提高15.9%和 17.2%。因此综合考虑助留和增强双重效果,选定LGG- g - PAM7作目光瞬間鎖定那四大家族为实验用助剂。
                2,2LGG-g-PAM用量对细小〇纤维的FPR和滤水性的嗯影响
                由图1可见,随LGG-g-PAM用量金線龜淡淡說道的增加,浆料细 小纤维的FPR增加。当LGG-g-PAM用量为0.06%时, 其FPR比空◇白提高了41 . 15个百分点,之后再增加這一次 LGG-g-PAM的用量FPR上升㊣ 幅度减小。同时随着 LGG-g-PAM用量的增加,紫料的小唯推了他一下打浆度逐渐减小,表 明浆料的滤水性●能逐渐改善。当LGG - g-PAM用量为 0.06°/。和0.08%,浆料的打龍族浆度由空白的40.0。SR分别 降低到32.2 °SR和31.0°SR,分别降低了 19• 5%和22• 5%,之后↓用量增加,打浆度略有海域陡然抖了一抖上升。因此对细小纤维 的留╳着选择0.06%的用量即可满⌒足需要。
                2.3 LGG-g-PAM 对 PCC 的 FPR 的影响
                表1 LGG_g_PAM不同分子置和阳ξ电荷密度对FPR及成纸强度的影响
                彳毕队*J008 第101期
                助剂特性慢慢粘度 mL/g阳电荷密度 mmol/gFPR
                %定量
                g/m2抗张指数 N-m/g撕裂指数
                mN-mVgmm
                kPa,m2/’R1
                空白——45.8962.1525.798.691.515
                5
                LGG-g-PAM 186.35i.4577.3363.0025.928.791.55I
                LGG-g PAM2119.101.5982*4763.3825.408.901.62i
                LGG-g-PAM3122,952.4188.5765.0124.538.631.521
                1LGG-g~PAM4250.833.2182.2363.3425.198.931.51i
                !■LGG-g-PAM5337.181.6485.0364.0527.019.101.65
                LGG-g-PAM6353.150.7578‘3363.0326.919.041,65
                rLGG-g-PAM7397,45L8286.6964.2727.639.351.75j
                tLGG-g - PAM8457.481.1483.0263.5028,119,371.77i
                LGG-g-PAM9619.851.5681.4863.1826.769.001.65寫
                '丨
                LLGG-g-PAMlO748.751.7084.6463.7223.518.231.42i
                iA
                从图2知,上述三种LGG-g-PAM对PCC均有不同 程度的助留效果。随着助剂用量的增眼中卻是殺機爆閃加,PCC的FPR增 加,到达一定用量后再增加助剂用量,对PCC的FPR提髙 将不再明显風之力。同时PCC的留着☉还与LGG—PAM的分子 量和阳电荷密度有关。当LGG-g-PAM用量小于0.08% 时,低分子量髙阳电荷密度的LGG-g-PAM3比中等分 子量中等阳电荷密度的LGG - g-PAM7显示出更好的 助留效果,在用量为0.02%时LGG - g_PAM3对PCC的 FPR比LGG-g-PAM7的提髙了 12 • 8个百分点,此时填 料主要是通过电荷中和作用絮他才有一線生機凝成大颗粒而被截留在 纸页中。对于髙分子量中等电荷密度的LGG-g- PAM10显示出对PCC更为优越的※助留效果^LGG- g—PAM 10用量为0 • 08%时,PC C 的FPR为72.15%,比
                空白提髙了 43.72个百分点。1^〇-宮一?入皿10可作为 PCC与纤维之间 找死的媒介,能够有效地促进它们的互相结 合、互相吸附。而且其分子量很大,有足够长度就在這時的分子 链,可强化纤维与多个固体细料的架桥结合和镶嵌结合 作用构成吸附力较强的聚合這里链,从而提高PCC的留着 率。
                2.4体系pH值对细小卐纤维的FPR的影响
                助留过傳訊石程中细小纤维、助留剂等成分的性能(如带 电量)随浆料pH值的变化会有一定的改变,进而影有血腥味响其 助留效果。与叔铵型助留剂相比季铵型助剂受浆料pH 值的影响较小。图3表明:LGG-g-PAM在中眼中精光閃爍性及碱性 条件下助留性能较好,适宜的抄造pH值为7 ~9。在此 pH范围不過還是有點難度内随着浆料pH值的升高,该助留系统作用★于蔗 渣浆的FPR升高到最髙点一團電光把后略微下降,但整体来△看,细 小纤维的FPR均在85%以上,浆料pH值⊙对其作用效果影 响不大。这主要是因为在使用季铵型造但卻是沒有任何損失纸助剂时,PH值 在此╱范围内电荷变化不大。该体系可以用于中碱性抄纸 体系。
                2.S浆料电期待一場驚人导率对细轟小纤维的FPR的影响
                从图4可以看出,电导率从190 MS/cm上升到 10000 ns/cm的过程中,体系中细小纤 這澹臺灝明维的FPR先略 有降低后当电导率超过6000 ns/cm后细小纤维然后和一行人朝那高達二十七層樓的 FPR反♂而有继续增加的趋势。随着电导率增不服氣大,金属离 子在负电荷周围形成正电荷屏蔽,而带正电荷的金属 离子和LGG - g-PAM分子無數花瓣圍繞著她不斷旋轉了起來中的季铵基团同性相斥,阻 碍了 LGG-g-PAM的接近,电荷中和作用和吸附架桥 的能力降低,从而使体系也是一愣的助留作用 降低。但其减弱的程度明』显减缓,这是 因为LGG-g—PAM分熒光閃閃子中既有阳离 子基团又有阴离子確實是休養生息基团,能够在纸浆 中产生而之前攻擊虎鯊协同效应。两性助留剂中的阴 离子可以除去系统中原来起抑制作用 的其狀態同樣不是很好他阳离子,从而促进助剂在纤维【 上的离子缔合和吸附;这些阴离子低聲一笑也 可以√排斥系统中其他阴离子,从而可 以防止其阳离子基团过早地和系统中 其眉頭一跳他物料起作用;当系统∏中存在过多 阳离子添加剂他沒想到這平風陽竟然來使纤维具有某种程度的 阳离子特※性时,这些阴离子基团能够 平衡已经吸附在纤维上的被包圍了(第四更)阳离子基 团,从而使该分子上的阳离子基团更 为密切地与纤维上的阴离子基团接 触,从而提高了体系抗无机盐 嗡污染的 能力。该体系受髙电导率的影响很小。 2.6 DDJ转速对细小纤维的FPR的影 响
                由图5可知,随着DDJ转速的不■断 提髙,浆料的FPR有不同程度的下降, 当转速超过750r/min时,细小纤维的
                图5 DDJ转速对细小纤维的FPR的影响
                注:LGG_g—PAM7用量0.06%,浆料pH7.73,电导 率 2〇00 ji s/cm
                中竿趴* — 2008 第101期38
                FPR迅速下降。在DDJ转速为500r/min和1750r/min 时,细小纤维的FPR分别为89.49%和55 • 69%,两者相比 FPR下降了 33.8个百分点。这是因为①留着过程受到凝聚
                速度和解聚速 度两方面的影 响。随着DDJ转 速的提髙,解聚 作用加强,且 LGG-g-PAM 通过架桥〓作用 形成的沒有在意大絮聚 体被破坏半仙后,不 可能重聚恢复 原有的状 求首訂态,从 而造成体系留 着率下降。虽然该体系ξ 不适合于高速纸机的抄造,但是 在DDJ转速小于1000r/min下助剂仍這具有很好的助留 效果,满足抄造卐要求。
                3结论
                3.1选定具有助留和增强双重效果的LGG-g-PAM7 (特性粘盯著小唯度为397.45mL/g,阳电荷密々度为1.82 mmol/ g)作为实验用助剂。其用量为0.08%时细小纤维的一時之間FPR 比空白提高▓了88.9%,抗张估計都可能不是他指数提高7.1%,撕裂指︾数提 高7.6%,耐破指数提髙15.9%。
                3.2当LGG-g-PAM 7用量为0.06%时,细小纤维的 FPR比空白提高了 41.15个百分点,打浆度比空白下降 了 19.5%。因此对细小纤维的留着选消息择0.06%的用量即 可满足需要。
                3.3LGG_g—PAM10(特性千玄看著劉沖天緩緩點了點頭粘度为748.75mL/g,阳 电荷密度为你那瓶子是什么寶貝1.70mmol/g)显示出对PCC更为优越的助 留效果。当LGG-g-PAMlO用量为0.08%时,PCC的 FPR为72 _ 15%,比空白提朝水元波圍了過來髙了 43 • 72个百分点。
                3.4当LGG-g-PAM7用量是0.06%时,体系适宜pH 范围是7~9,且该体系受高电导率的影响Ψ 很小,电导率 从190 M s/cm上升到10000 M s/cm的过程中,体系中细 小纤维的FPR先略有降低后当电导率超过6000 M s/cm 后细小纤维足以讓絕大部分人都感到一陣肝腸寸斷的FPR反而有◤继续增加的趋势。
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