專利名稱：葡甘露聚糖制得的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑及其生產(chǎn)和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙張?jiān)鰪?qiáng)劑技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及ー種利用葡甘露聚糖制備的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑；本發(fā)明還涉及利用葡甘露聚糖制備紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的生產(chǎn)方法及利用葡甘露聚糖制備的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的使用方法。
背景技術(shù)：
隨著消費(fèi)水平的不斷提高，人們對紙張檔次及質(zhì)量的要求也越來越高，紙張強(qiáng)度的提高顯得越來越重要。如何提高紙張的強(qiáng)度，滿足人們對低定量、高檔次紙張的需求迫在眉睫。紙張強(qiáng)度的提高可以通過打漿、提高長纖維的配比和使用增強(qiáng)劑來實(shí)現(xiàn)。通過打漿和提高長纖維配比來提高紙的強(qiáng)度存在較多缺點(diǎn)，如動カ消耗大、纖維濾水性低、紙張孔隙度減少、挺度下降、撕裂度變?nèi)醯?。但使用增?qiáng)劑來提高紙的強(qiáng)度則不存在上述問題。造紙 エ業(yè)中，造紙?jiān)鰪?qiáng)劑的使用一般采用內(nèi)部加添和外部涂飾法。一般來說，成紙強(qiáng)度受漿料纖維本身強(qiáng)度和纖維之間或與涂層之間結(jié)合強(qiáng)度及面積的影響較大，而紙漿纖維的結(jié)合則是紙張產(chǎn)生強(qiáng)度的主要原因。紙張?jiān)鰪?qiáng)劑是ー類用以增進(jìn)纖維間的結(jié)合，提高紙張干強(qiáng)度的化學(xué)品，一般加入量很小，但對紙張的增強(qiáng)效果很大，目前常用的增強(qiáng)劑有聚丙烯酰胺類、淀粉及衍生物類、殼聚糖類、乳液聚合物類、樹脂膠等。近年來隨著紙張需求量大幅度増加，大量使用廢紙回收再生漿、草漿，其纖維強(qiáng)度的先天不足造成紙張強(qiáng)度下降。在這種情況下，開發(fā)新的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑受到廣泛的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明的目的在于提供了一種紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，該增強(qiáng)劑用來提高纖維間的有效接觸面積，以增強(qiáng)紙張的強(qiáng)度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，由葡甘露聚糖在堿性條件下，以TEMPO和NaBr為氧化介質(zhì)，NaClO為氧化劑，經(jīng)氧化而制得，所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的氧元素含量為 51. 84% 54. 64%。另ー方面，為了得到前述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，本發(fā)明的目的還在于提供一種紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的生產(chǎn)方法。能實(shí)現(xiàn)可再生植物多糖資源的綜合利用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的生產(chǎn)方法，包括以下步驟
將葡甘露聚糖加入水中，制成Iwt % 5wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為20 30°C ;在經(jīng)前述步驟所得的懸浮液中，加入所述葡甘露聚糖0. 0025 0. 0070重量份的TEMP0、0. 32 0. 96重量份的NaBr和0. 25 0. 65重量份的NaCIO，用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為10 11，氧化20 60分鐘后，經(jīng)分離干燥后制得所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。所述堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫化化銨、氫氧化鋇中的任ー種或ニ種以上水溶液。此外，本發(fā)明還提供一種紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的使用方法在紙張抄造過程中，加入絕干紙衆(zhòng)Iwt % 4wt%的前述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。
進(jìn)ー步地，所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的使用方法，在紙張抄造過程中，還加入絕干紙漿0. 3wt% 0. 7wt%的硫酸鋁、控制上網(wǎng)紙漿pH值為5 7。本發(fā)明中所述TEMPO為2，2，6，6-四甲基-1-哌啶氧基自由基。本發(fā)明帶來的有益效果采用TEMPO+NaBr+NaCIO氧化體系，將葡甘露聚糖中羥基氧化成羧基，當(dāng)所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑添加到紙漿中抄造時，可加強(qiáng)紙漿纖維之間的結(jié)合力，從而提高紙張的物理強(qiáng)度。以可再生植物エ業(yè)多糖為原料，實(shí)現(xiàn)可再生植物多糖資源的綜合利用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例用來提供對本發(fā)明的進(jìn)ー步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。 實(shí)施例1 :將葡甘露聚糖加入水中，制成Iwt %的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為30°C ;加入所述葡甘露聚糖0. 0070重量份的TEMP0、0. 96重量份的NaBr和0. 65重量份的NaCIO，用氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH值為11，所述葡甘露聚糖懸浮液經(jīng)氧化20分鐘后，加入こ醇終止反應(yīng)，用HCl調(diào)節(jié)pH值到7，再加入こ醇，然后離心收集沉淀，室溫下干燥，得到紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。經(jīng)測試，得到的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的氧元素含量為51. 84%。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 3wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的PH值至7，加入絕干紙漿4wt%本實(shí)施例制得的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強(qiáng)度。實(shí)施例2 :將所述葡甘露聚糖加入水中，制成4wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為26°C ;加入所述葡甘露聚糖0. 0045重量份的TEMP0、0. 68重量份的NaBr和0. 45重量份的NaCIO，用氫氧化鉀水溶液調(diào)節(jié)pH值為10. 6，所述葡甘露聚糖懸浮液經(jīng)氧化30分鐘后，加入こ醇終止反應(yīng)，用HCl調(diào)節(jié)pH值到7，再加入こ醇，然后收集沉淀，室溫下干燥，得到紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。經(jīng)測試，得到的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的氧元素含量為53. 12%。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 5wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的PH值至6，加入絕干紙漿2wt%本實(shí)施例制得的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強(qiáng)度。實(shí)施例3 :將所述葡甘露聚糖加入水中，制成3wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為25 V ;加入所述葡甘露聚糖0. 0038重量份的TEMP0、0. 50重量份的NaBr和0. 35重量份的NaCIO，用氫氧化鋇水溶液調(diào)節(jié)pH值為10. 5，所述葡甘露聚糖懸浮液經(jīng)氧化40分鐘后，加入こ醇終止反應(yīng)，用HCl調(diào)節(jié)pH值到7，再加入こ醇，然后收集沉淀，室溫下干燥，制得紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。經(jīng)測試，得到的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的氧元素含量為54. 65%。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 5wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的PH值至5，加入絕干紙漿Iwt %本實(shí)施例制得的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強(qiáng)度。實(shí)施例4 :將所述葡甘露聚糖加入水中，制成5wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為20°C ;加入所述葡甘露聚糖0. 0025重量份的TEMP0、0. 36重量份的NaBr和0. 25重量份的NaCIO，用氫氧化銨水溶液調(diào)節(jié)pH值為10，所述葡甘露聚糖懸浮液經(jīng)氧化60分鐘后，加入こ醇終止反應(yīng)，用HCl調(diào)節(jié)pH值到7，再加入こ醇，然后離心收集沉淀，室溫下干燥，得到所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。經(jīng)測試，得到的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的氧元素含量為53. 75%。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 7wt %的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的PH值至5. 5，加入絕干紙漿0. 5wt%本實(shí)施例制得的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強(qiáng)度。對照例將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 5wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的pH值至5，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后,在恒溫恒濕條件下平衡水分24h,按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強(qiáng)度。各實(shí)施例和對照例得到的紙張產(chǎn)品，經(jīng)測試性能如下
權(quán)利要求
1.一種紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，其特征在于由葡甘露聚糖在堿性條件下，以TEMPO和NaBr為氧化介質(zhì)，NaClO為氧化劑，經(jīng)氧化而制得，所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的氧元素含量為51. 84% 54. 64%。
2.一種制備權(quán)利要求1所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟 將葡甘露聚糖加入水中，制成Iwt % 5wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為20 30°C ;在經(jīng)前述步驟所得的懸浮液中，加入所述葡甘露聚糖O. 0025 O. 0070重量份的ΤΕΜΡ0、0. 32 O. 96重量份的NaBr和O. 25 O. 65重量份的NaCIO，用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為10 11，氧化20 60分鐘后，經(jīng)分離干燥后制得所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。
3.—種權(quán)利要求1所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的使用方法，其特征在于在紙張抄造過程中，加入絕干紙衆(zhòng)Iwt % 4wt %的所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。
4.一種權(quán)利要求3所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的使用方法，其特征在于在紙張抄造過程中，還加入絕干紙漿O. 3wt% O. 7 丨％的硫酸鋁、控制上網(wǎng)紙漿的pH值為5 7。
全文摘要
葡甘露聚糖制得的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑及其生產(chǎn)和使用方法。由葡甘露聚糖在堿性條件下，以TEMPO和NaBr為氧化介質(zhì)，NaClO為氧化劑，經(jīng)氧化而制得，所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的氧元素含量為51.84％～54.64％；在紙張抄造過程中，加入絕干紙漿1wt％～4wt％的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，加入絕干紙漿0.3wt％～0.7wt％的硫酸鋁、控制上網(wǎng)紙漿的pH值為5～7。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，以可再生植物工業(yè)多糖為原料，實(shí)現(xiàn)可再生植物多糖資源的綜合利用。
文檔編號C08B37/02GK103015264SQ201310004960
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者宋先亮, 代晴晴 申請人:北京林業(yè)大學(xué)