夏新兴[1]2003年在《新型微粒助留助滤剂的研发和应用机理研究》文中研究说明首次在我国研究开发出适合于造纸使用的改性膨润土。对比几种改性方法 ,发现碳酸钠 -有机盐混合改性的膨润土与CPAM联合使用可大大改善纸料的滤水性能和留着性能。研究其改性的最佳工艺及改性机理 ,并将碳酸钠 -有机盐混合改性的膨润土与进口膨润土的助留助滤效果
夏新兴[2]2003年在《新型微粒助留助滤剂的研发和应用机理研究》文中提出首次在我国研究开发了适合于造纸使用的改性膨润土。对比研究了几种改性方法,发现碳酸钠-有机盐混合改性的膨润土与CPAM 联合使用大大改善纸料的滤水性能和留着性能,本文进一步研究了其改性的最佳工艺及改性机理,并对比了碳酸钠-有机盐混合改性的膨润土与进口膨润土的助留助滤效果,本研究的改性膨润土达到了国外同类产品的水平。其次,系统研究了CPAM/膨润土微粒助留助滤体系的特征应用工艺及其电化学性能。发现CPAM/膨润土微粒助留助滤体系比CPAM 体系更抗电解质干扰,在CPAM 体系中,当NaCl 浓度为50mM 时已基本无滤水效果;而在CPAM/膨润土体系中,当NaCl 浓度为100mM 时仍有一定的滤水效果。这对当代造纸白水高度封闭循环来说是非常有意义的。用胶体电化学理论解释了微粒助留助滤体系助留助滤机理。从pH 值及Al2(SO4)3对纸料影响实验可见,保证CPAM/膨润土微粒体系有良好助留助滤效果的前提是保证纸料的负电性。由此可见,CPAM/膨润土微粒体系不适合传统的酸性造纸。本文还研究了CPAM/膨润土微粒体系在废水处理中的应用。发现CPAM/膨润土微粒体系用于造纸废水处理中也有良好的效果,并且,与硫酸铝/CPAM 法相比,成本更低,且可避免硫酸铝中Al3+引起的二次污染问题。本文为了研究絮聚机理,设计了几种不同的絮聚模型,用絮聚模型-DDJ 动态滤水仪法探讨了CPAM/膨润土微粒体系的絮聚过程。为絮聚机理的研究提供了一种新的思路和较简便的方法。研究表明,CPAM/膨润土微粒体系的絮聚机理是,当纸料中先加入CPAM 时,纤维、细小组分先形成初始絮聚,其结合力较弱,经过高速剪切,初始絮聚被打散,当膨润土加入后,膨润土在吸附在纤维及细小组分上的CPAM 之间产生架桥作用,形成有效的连接,产生强的连接键而产生絮聚。本机理试验选用的细小组分是通过200 目的研磨CaCO3,但该结论应该同样适用于细小纤维、树脂等。
邱兴[3]2010年在《白水溶解纸机湿部化学品对系统留着性的影响研究》文中研究说明本文主要是通过研究白水代替清水溶解湿部化学品,探讨白水溶解湿部化学品对化学品使用效率的影响,并进而探讨白水代替清水溶解湿部化学品的可行性,给造纸厂具体实行这一节水措施提供参考和依据。通过实验室配制模拟白水,并利用模拟白水溶解助留助滤剂,分析金属离子对CPAM+膨润土二元助留体系的留着效果的影响发现,金属离子对CPAM+膨润土二元助留体系对浆料的助留效果有一定的促进作用。其原因是金属离子及其水解产物吸附到纤维表面上会导致浆料Zeta电位负值的降低。使得细小粒子与纤维间的静电排斥减小,彼此易于接近而产生“凝结”,有利于CPAM对浆料的絮凝作用,从而促进浆料总留着和填料的留着。通过使用工厂多盘白水清滤液代替清水溶解助留助滤剂的研究发现,在使用高速乳化机对膨润土悬浮液进行分散的条件下,直接使用多盘白水清滤液代替清水溶解CPAM、分散膨润土,对CPAM+膨润土的二元助留系统的留着效果基本没有影响。这在一定意义上证明了用白水代替清水来溶解和分散助留助滤剂对于工厂来说是可行的。通过引入荧光增白剂作为模型物,研究白水溶解助留助滤剂和固着剂对荧光增白剂的适应性发现,荧光增白剂的存在会大大降低CPAM+膨润土二元助留体系的留着效果,其中填料留着率(FPAR)在循环至稳定时下降了约60%,而在荧光增白剂存在的条件下,使用多盘白水清滤液溶解CPAM、分散膨润土与用清水时的留着效果基本一致,两者留着率的下降幅度基本相同。通过在CPAM+膨润土二元助留系统的基础上引入了有机微粒子,对CPAM+膨润土+有机微粒子叁元助留系统对荧光增白剂的适应性研究发现,有机微粒子能够很好的提升CPAM+膨润土二元助留系统的助留效果。负电荷有机微粒子相对于正电荷有机微粒子对荧光增白剂的适应性更好,其填料留着率在循环至稳定后仅下降约15%,而正电荷有机微粒子则下降了约40%,而使用白水溶解有机微粒子对于有机微粒子的助留效果基本没有影响。
余小藏[4]2016年在《复合改性膨润土微粒助留助滤剂研发及作用机理》文中研究表明在造纸工业生产中,选用合理而高效的助留助滤剂能够有效地降低白水浓度、减小后续湿纸页脱水干燥压力,实现纸机高车速、白水高度循环的生产模式。由阳离子聚丙烯酰胺和膨润土组成的"hydrocol"微粒体系拥有良好的助留助滤效果,被广泛应用于造纸行业中。我国膨润土资源丰富,但是由于其中有效成分蒙脱石含量低而导致助留助滤效果较差,现在造纸企业中常用的膨润土大多来自进口。本课题采用反相微乳液聚合法合成阴离子聚丙烯酰胺(APAM),与碳酸钠协同改性国产钙基膨润土,并研究阳离子聚丙烯酰胺与制得的改性膨润土组成的微粒助留助滤体系的使用效果和作用机理,以期提高国产膨润土的使用性能。在反相微乳液法合成APAM过程中,单体比例丙烯酸：丙烯酰胺摩尔比由1：1增加到1：3时,丙烯酰胺的转化率变化不显着,所合成的APAM特性粘度、粘均分子量和负电荷密度均显着减小,微粒表面由光滑逐渐过渡到粗糙,颗粒间界限由明显粘连逐渐到颗粒分散。用APAM和碳酸钠半干法协同改性钙基膨润土,探讨APAM加入量、研磨时间和研磨浓度对改性膨润土的性能和应用效果的影响。结果表明随着APAM加入量的增加,改性膨润土的膨胀倍数、电荷密度、Zeta电位不断增大,粒径先减小后增大；与阳离子聚丙烯酰胺组成助留助滤体系,该体系对纸浆中细小纤维的留着率先增大后减小,滤水性能先增大后逐渐趋于稳定,当APAM加入量为1%时助留助滤效果最佳,与APAM加入量为0%时相比,细小纤维留着率由79.32%增加到90.26%,滤水时间由78.7s降低为74.7s；随着研磨时间的增加,改性膨润土的膨胀倍数不断增大、粒径不断减小,电荷密度先增大后趋于稳定,Zeta电位先减小后趋于稳定,对纸浆中细小纤维的留着率和滤水性能先增大后趋于稳定,研磨时间在40 min即可达到最佳效果,对细小组分的留着率为92.62%、滤水时间为74.67s；当研磨浓度低于50%时,改性膨润土的膨胀倍数、粒径、电荷密度、Zeta电位保持稳定,对细小纤维的留着率为90.73%、滤水时间为74.23s,助留助滤效果保持稳定；当研磨浓度为50%时,改性膨润土的膨胀倍数减小、粒径增大、电荷密度不变、Zeta电位增大,对细小纤维的留着率为84.99%和滤水时间为79.08s,体系的助留助滤效果变差；然而加入APAM和机械研磨作用对膨润土的层间距均无明显影响。将改性膨润土和CPAM加入到造纸湿部中,研究湿部环境对助留助滤体系应用效果的影响。结果发现当阳离子聚丙烯酰胺加入量为0.08%、改性膨润土加入量为0.2%时(均相对于绝干浆的质量),体系的性能达到最好,细小组分留着率为90.26%；氯化钠、硫酸铝等物质,严重影响助留助滤体系的效果,当氯化钠浓度为200 mmol时,体系失去助留助滤效果；当硫酸铝加入量为5%时,相比于硫酸铝加入量为0%,体系的助留性能由91.26%下降到56.82%,滤水时间由77.5s上升到84s,助留助滤效果分别下降37.74%和8.39%;相对于碱性造纸湿部环境,当该体系用于酸性环境中时,助留助滤效果分别下降29.8%和9.23%,明显降低；当用APAM加入量为1%、研磨时间为40min、研磨浓度为20%时,制得的改性膨润土与商品膨润土相比,留着率分别为92.62%和92.28%,滤水时间为74.7s和77.5s,二者助留效果相当,但前者明显改善滤水性能；扫描电镜观察发现,经半干法有机复合改性后,膨润土片层遭到破坏,出现零碎的小碎片,碎片表面比钙基膨润土光滑、片层堆积的平整度较差。
岳丽君[5]2016年在《工业明胶基造纸助留助滤剂的合成及其性能研究》文中研究表明造纸助留助滤剂是一种重要的过程助剂,主要作用是提高填料的留着率和改善纸浆的滤水性能,这对于成纸质量和纸机运行性能具有重要意义。随着人们环保意识的增强,生物质基助留助滤剂的开发与应用成为研究热点。本论文以从制革废弃物中制得的低档工业明胶作为原料,制备明胶基助留助滤剂,并研究其助留助滤性能。首先,以戊二醛为交联剂与Gel反应制备G-Gel基助留助滤剂。合成G-Gel的最佳条件为:戊二醛用量为Gel质量的10%,反应温度为40oC,pH值为7,反应时间为3h。采用茚叁酮比色法测定Gel和G-Gel的伯胺基含量分别为26mmol/100g和9.5mmol/100g,表明戊二醛与Gel的交联反应已经成功进行,G-Gel的交联度为63%。利用红外光谱、紫外光谱、热重分析等方法表征G-Gel的结构,研究其交联反应机理。红外光谱和紫外光谱表明戊二醛的醛基与G-Gel分子中的伯胺基反应生成了希夫碱。热重分析表明,交联反应增大了G-Gel的热稳定性。由于絮凝剂的作用机理与助留助滤剂的作用机理较为相似,因此,文中利用高岭土悬浮液的简单模型研究G-Gel的絮凝性能。结果表明,G-Gel在低用量(高岭土干重的0.3%)和短时间内(30s)具有良好的絮凝性能。接下来,分别研究了G-Gel单元助留助滤剂、G-Gel/聚合氯化铝(PAC)二元助留助滤体系的助留助滤性能。结果表明,G-Gel有一定的助留助滤性能,但与商业级助留剂相比差距较大,当G-Gel用量为1%时,填料的留着率为73%(空白留着率为39%),打浆度为33o(添加填料后纸浆的打浆度为35o)。引入PAC组成二元助留助滤体系后,该二元体系具有优异的助留助滤性能。当PAC用量为0.5%,G-Gel用量为0.8%时,填料的留着率达到86%,打浆度为31o。纸浆Zeta电位的测定结果表明,G-Gel单元助留助滤剂的主要作用机理是架桥絮凝,而G-Gel/PAC二元助留助滤剂的作用机理是电荷中和、阳电荷补丁、架桥絮凝的协同作用。实验表明,G-Gel/PAC二元助留助滤体系是一种性能优良的生物质基助留助滤剂。因此,明胶基助留助滤剂的开发与应用,不仅对造纸工业的可持续发展具有重要意义,也为制革废弃物的资源化利用提供了新途径。
孙衍宁, 邢效功, 石海强[6]2018年在《纸机湿部助留助滤剂的研究与应用》文中指出阐述了造纸湿部过程中助滤助留剂的作用机理以及其应用效果的影响因素。根据生产中的应用情况,简要介绍了不同助留助滤系统的特点,讨论了利用淀粉、甲壳素等天然高分子经阳离子改性得到的新型生物基质助留助滤剂及其与合成或无机类助留助滤剂复配使用。提出兼具凝结型和絮凝型造纸助留助滤剂的高度支化聚合物、二次纤维造纸用助留助滤剂及生物质基助留助滤剂的研究方向。
谢章红[7]2015年在《生物基助留助滤剂在废纸造纸中的应用及中试研究》文中认为在造纸行业中,用废纸造纸可大幅度降低排放负荷,节约原料,是循环经济的具体典范。随着高速、大型、智能等现代造纸技术的发展,废纸造纸对功能助剂的依赖性越来越高。然而,随着不可再生资源的短缺和环境的要求,传统的化石基造纸功能助剂越来越难以适应,新型的生物基造纸功能助剂及多元复配生物基助留助滤体系成为现代造纸技术发展的必然需求和研究热点,这对解决造纸生产系统中的助剂资源可再生和可降解等方面的问题具有重要意义。本课题是国家科技支撑计划课题(2013BAC01B03)—“生物质基废纸再生环保助剂的研制及应用”内容的一部分。根据项目的宗旨及对市售生物基助留助滤剂的系统探讨表明,阳离子瓜尔胶(CGG)是一种优良的生物基造纸助留助滤剂,适合进一步研究。因此,本论文以瓜尔胶为基材,采用有机溶剂法对其阳离子化工艺进行优化,通过单独或复配应用于废纸造纸湿部系统,研发适用于废纸造纸湿部系统的环保型助留助滤体系,并在较优的合成工艺下对CGG进行放大实验生产,为其工业化提供理论依据。本文以瓜尔胶原粉为底物,乙醇为分散介质,探讨了有机溶剂法制备CGG的影响因素。以取代度、Zeta电位、反应效率等指标对其进行表征,优化出CGG的最佳合成工艺:碱用量2%,乙醇浓度70%,液比1:3,反应时间2h,反应温度60℃,醚化剂与瓜尔胶摩尔比1.0。在此条件下可获得取代度0.39的CGG。对其结构进行红外谱图分析,证实了醚化反应的发生。将合成后的CGG应用于废纸浆湿部体系,结果表明:CGG取代度越高,对废纸浆的助留助滤效果越好。超声波助溶能有效改善CGG的使用性能。当取代度0.392的CGG用量为0.5%时,浆料体系Zeta电位为-6.8m V,固形物留着率和填料留着率达到最大,分别为95.7%、87.3%。较空白样分别提高了14.1个百分点和68.5个百分点,打浆度下降18oSR。与传统的PA(聚胺)、PAC(聚合氯化铝)比较显示:低分子质量的壳聚糖季铵盐(HACC)较传统的PA、PAC而言,是一种有效的生物基阴离子垃圾捕集剂(ATC),对阴离子垃圾捕集效果明显,当用量为0.1%时,能有效去除废纸脱墨浆中70%以上的阴离子垃圾,且纤维表面Zeta电位变化较小。此外,HACC因其独特的多羟基、胺基结构及对纤维的直接性,能有效固着残余油墨和细小组分于纤维表面,减少湿部沉积物。而较高分子质量的2#HACC较1#HACC更适合用作ATC,与PA、PAC等相比,能有效地降低阴离子垃圾对成纸物理性能和造纸机运行性能的负面影响。HACC的加入能够改善废纸浆湿部体系的化学环境,与CGG组成的二元体系,在总用量相同的条件下,较CGG单元体系对浆料Zeta电位和细小组分留着率贡献更大,证实了阳离子助留剂加入之前,加入ATC的必要性。CGG与低分子量HACC及阴离子微粒如Si O2、大豆蛋白、膨润土组成微粒助留助滤体系的研究显示:CGG与膨润土微粒组成的微粒助留助滤体系较其它微粒体系助留助滤效果理想,当0.1%HACC+0.3%CGG+1.0%膨润土配合使用时,细小组分留着率高达68.9%,打浆度下降24.50SR。Si O2微粒体系对助留作用贡献有限,但能有效改善浆料的滤水性能,未改性的大豆分离蛋白,使用效果不佳。市售高取代度阳离子淀粉(HCS)取代度越高,对浆料体系Zeta电位贡献越大,助留效果越好;选取市售取代度(DS)为0.14的HCS与阴离子微粒配合使用表明,HCS用量与微粒用量的大小,均是影响细小组分留着率的重要因素,随其用量的增加,助留效果增加;HCS与膨润土配合使用的效果优于HCS-Si O2体系,当0.1%HACC+0.8%HCS+1.2%膨润土配合使用时,细小组分留着率高达72%,打浆度下降20.50SR。对CGG和HCS复配的膨润土微粒体系研究发现:0.1%HACC+0.1%CGG+0.6%HCS+1.2%膨润土或0.1%HACC+0.2%CGG+0.4%HCS+1.2%膨润土,两种不同的配比,细小组分留着率相当,为71.5%,打浆度分别为24.50SR、220SR(空白为46.50SR)。可见达到相同的细小组分留着率,HCS的加入能够降低CGG的用量,CGG用量的增加能够改善纸页的滤水性能。此外,最优的CGG、HCS、CGG+HCS微粒体系与华泰纸业现有助留助滤体系(细小组分留着率为72.6%,打浆度为230SR)相比,生物质基复配微粒体系能与其相媲美。在较优的湿法合成工艺条件下,对CGG的制备进行放大实验表明:扩大50倍合成的CGG与小实验相比,放大实验的产品取代度较小实验略高,Zeta电位相当,说明实验室获得的合成工艺具有很好的再现性,可行性较高。
陈威[8]2012年在《瓜尔胶衍生物的制备及在造纸法再造烟叶中的应用研究》文中研究说明造纸法再造烟叶是利用烟梗、烟末、烟叶碎片、废次烟叶等烟草废料作基本原料通过造纸工艺生产的烟草薄片，具有变废为宝、节省烟叶原料、降低卷烟成本等特点。再造烟叶浆料中含有30%以上包含细小纤维、烟末和填料的细小组分，由于造纸法再造烟叶生产对助剂的特殊要求（无毒无害易生化降解、不影响烟草燃烧气味），目前，造纸法再造烟叶在抄造过程中基本不添加任何助剂，这导致了大量细小组分的流失。瓜尔胶及其衍生物由于其独特的理化特征，在提高造纸法再造烟叶浆料细小组分的留着率和滤水性能，以及改善薄片的物理性能方面具有广阔的应用价值和应用前景。本文系统研究了阳离子瓜尔胶（CGG）、阳离子瓜尔胶丙烯酰胺接枝共聚物（CGG-g-PAM）在离子液体中的制备、表征及助留助滤性能，分析了造纸法再造烟叶浆料的特性，将CGG、CGG-g-PAM、商品阳离子瓜尔胶和阳离子羟丙基瓜尔胶对烟草浆的助留助滤效果进行了比较，进一步将一元与二元微粒助留助滤体系进行了比较，研发适合于造纸法再造烟叶湿部抄造的一剂多功能瓜尔胶衍生物助留助滤增强剂。采用微波辐射法合成了氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（[AMIM]Cl）和氯化1-丁基-3-甲基咪唑（[BMIM]Cl）两种离子液体。比较了连续辐射法和间歇辐射法对合成反应时间、产物得率及原料转化率的影响。结果表明微波间歇辐射法合成咪唑类离子液体不仅反应时间更短，咪唑的转化率和得率更加接近，反应效率更高，而且能够减轻反应过程中放热对产物颜色加深的负面影响，得到纯度更高的产品。红外光谱和13C-NMR表征证实了合成反应的发生。在离子液体中制备了阳离子瓜尔胶，考察了阳离子醚化剂用量、反应温度、碱化时间和反应时间对产物阳离子取代度（氮含量）和粘度的影响，确定了最佳反应条件。通过偏光显微镜的观察发现瓜尔胶在离子液体中反应时处于溶胀状态，是非均相反应。用FT-IR，13C-NMR表征CGG结构，证实了在瓜尔胶分子单元的C6位置发生了醚化反应，用SEM观察CGG的表面形态，TG分析表明CGG的热稳定性能稍好于瓜尔胶原粉。比较了几种不同的阳离子瓜尔胶的氮含量、粘度、流变性能和分子量及分子量分布，结果表明：以CTA为阳离子单体，在离子液体中合成的阳离子瓜尔胶具有较高的阳离子取代度（0.14）和粘度（904mPa·s），抗剪切性能较好，分子量分布较集中。创新性研究了过硫酸铵引发阳离子瓜尔胶和丙烯酰胺在离子液体中的接枝共聚反应，研究了单体与阳离子瓜尔胶的质量比、引发剂与阳离子瓜尔胶的质量比、反应温度和反应时间对接枝聚合参数的影响，确定了最佳合成条件。FT-IR，13C-NMR表征了CGG-g-PAM的结构，用SEM观察CGG-g-PAM的表面形态。热重分析表明CGG-g-PAM有两个失重峰，耐热性能优于瓜尔胶原粉。CGG-g-PAM水溶液表现出假塑性流体行为，但其粘度下降速率较慢，在相同剪切速率下，粘度较CGG和CPAM大。通过聚合反应动力学研究发现，温度对聚合反应速率有较大影响，在离子液体中反应的表观活化能为(ΔEappa)11.6KJ/mol，聚合反应速率随单体与CGG摩尔比的增加而下降，而聚合物的分子量增加，分子量分布变窄。通过对造纸法再造烟叶浆料的电荷特性研究发现，Zeta电位随着离子浓度、浆浓和打浆度的提高而增加，随pH的升高而降低；阳离子需求量随着pH、浆浓和打浆度的提高而增加，随离子浓度的升高而降低。阳离子瓜尔胶能够显着降低再造烟叶浆料体系的阳离子需求量并大幅提高Zeta电位。对烟草浆的纤维性能进行了分析，烟草浆原料经过机械磨浆后含有较多的纤维束、纤维团簇和烟末；显微镜图片显示烟草浆料中存在较多剥落的细小纤维和烟末。比较了在离子液体中合成的四种不同阳离子取代度的CGG对烟草浆细小组分的助留效果，结果表明阳离子取代度为0.14，粘度为904mPa·s的CGG-2对烟草浆的助留效果最好，CGG-2对细小组分单程留着率的效果优于商品CGG和溶剂法合成的CGG，而后两者的效果相当。阳离子瓜尔胶的DS对接枝共聚物助留性能的影响较小；CHPG对提高烟草浆的FPR有明显效果，CHPG的加入量从0增加到0.08%，FPR从40.1%提高到80.5%，提高了101%。对比了叁种瓜尔胶衍生物对造纸法再造烟叶浆的助留助滤效果，结果表明CGG-2的效果稍好于CGG2-g-PAM和CHPG，以离子液体为反应介质合成的CGG-2在造纸法再造烟叶浆中具有最好的应用效果，但如果出于工业化的考虑，阳离子取代度为0.08的阳离子羟丙基瓜尔胶可以作为其替代品。用十八烷基叁甲基溴化铵(STAB)对膨润土进行了有机改性，研究了CGG和膨润土组成的二元微粒助留体系对烟草浆的助留助滤效果，考察了剪切速率、pH值和电解质浓度对CGG/膨润土二元微粒助留体系的影响，结果表明膨润土与CGG组成的微粒助留助滤体系具有较好的抗剪切能力、较广的pH使用范围和较好的抗电解质性能。
陈启杰[9]2003年在《高取代度阳离子淀粉的合成及其在造纸湿部的应用》文中研究表明淀粉作为化工原料与石油化工原料相比，具有价廉、可再生、永不枯竭、生物可降解、绿色环保等突出的特点，是自然界中最重要的可再生资源之一。阳离子淀粉作为淀粉的一类重要的衍生物，全球范围内尤其在造纸工业上得到了广泛的应用。 目前应用于造纸湿部的阳离子淀粉取代度一般为0.01～0.07，属于低取代度阳离子，为了更好地利用阳离子淀粉这一可再生的资源，扩大阳离子淀粉在造纸工业中应用领域。本论文分别采用了溶剂法和半干法制备工艺，通过详细考察制备高取代度阳离子淀粉的各种影响因素，分别优化出溶剂法和半干法制备高取代度阳离子淀粉的较佳工艺条件，并将制备的高取代度阳离子淀粉应用于造纸湿部作助留助滤剂和阴离子垃圾捕捉剂，以提高填料留着率，最后还对高取代度阳离子淀粉的湿部作用机理进行了探讨。 本论文第—部分主要研究了高取代度阳离子淀粉的制备。分别采用溶剂法和半干法制备工艺，详细考察了醚化剂用量、碱用量、体系含水量、反应温度和反应时间等影响因素对反应的影响，优化出溶剂法和半干法制备高取代度阳离子淀粉的较佳工艺条件，在此较佳工艺条件下，溶剂法能制备出DS达0.4左右，半干法能制备出DS达0.5左右的高取代度阳离子淀粉。 本论文的第二部分对合成的高取代度阳离子淀粉进行性能检测，采用红外光谱、胶体滴定等一系列检测方法，对高取代度阳离子淀粉进行检测，从理论上证明了采用溶剂法和半干法制备高取代度阳离子淀粉的可行性。 本论文的第叁部分研究了高取代度阳离子淀粉在造纸湿部的应用。分别探讨了高取代度阳离子淀粉在造纸湿部用作助留助滤剂对废纸脱墨浆和漂白麦草浆的助留助滤效果以及用作阴离子垃圾捕捉剂的应用效果。研究实验表明，高取代度阳离子淀粉对脱墨浆的助留助滤效果较好，当高取代度阳离子淀粉的DS为0.501，用量0.1％时，打浆度下降11°SR，填料留着率提高四倍左右；高取代度阳离子淀粉对漂白麦草浆的助滤效果不太明显，但其助留效果显着，当用量为0.3％时，填料留着率达到92.15％；高取代度阳离子淀粉用作阴离子垃圾捕捉剂时，当其用量为0.04％，高取代度阳离子淀粉能显着提高一些常规的增强、助留助滤剂的增强和助留助滤效果。 本论文最后—部分探讨了高取代度阳离子淀粉在造纸湿部的应用机理。采用先进的湿部分析仪器—Zeta电位仪和PCD电荷测试仪，对浆料体系的Zeta电位和电荷性质进行检测，从理论上浅析了高取代度阳离子淀粉用作助留助滤剂和阴离子垃圾捕捉剂的作用机理。
申冉[10]2017年在《瓜尔胶衍生物的制备、表征及其助留助滤性能研究》文中研究说明瓜尔胶衍生物由瓜尔胶原粉经一系列化学改性后引入特定官能团制得,因其无毒害且能显着改善助留助滤效果而广泛应用于造纸湿部的抄造过程。本文系统研究了阳离子瓜尔胶(CGG)、阳离子羧甲基羟丙基瓜尔胶(CCMHPG)和两性瓜尔胶在咪唑型离子液体中的制备、表征及其在脱墨废纸浆中的助留助滤性能,分析比较了CGG、CCMHPG、两性瓜尔胶对浆料细小组分单程留着率(FPR)及滤水性能的影响,并进一步探讨了CCMHPG与聚合氯化铝(PAC)构成的二元微粒助留助滤体系的应用效果。首先,采用常规加热法一步合成了氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)和氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Cl)两种离子液体,进而两步合成了1-烯丙基-3-甲基咪唑乙酸鎓盐([AMIM]Ac)和1-丁基-3-甲基咪唑乙酸鎓盐([BMIM]Ac)两种离子液体。红外谱图出现了咪唑阳离子基团的特征峰,且~1H-NMR和~(13)C-NMR谱各峰的化学位移均能与四种离子液体一一对应。其次,以瓜尔胶原粉为原料,3-氯-2-羟丙基叁甲基氯化铵(CTA)为阳离子醚化剂,分别在四种离子液体中制备了四种阳离子瓜尔胶。经测定,在离子液体[AMIM]Ac中合成的CGG具有最高的氮含量,故选取[AMIM]Ac为后续实验的反应介质。利用正交实验和单因素实验考察了醚化剂用量、反应温度、反应时间、碱化时间、碱用量对产物氮含量及粘度的影响,确定了最佳合成条件。经测定,产物的氮含量为1.95%,粘度为583mPa·s。对比发现,在[AMIM]Ac中合成的CGG较乙醇和异丙醇中合成的具有更高的氮含量和粘度,说明离子液体对瓜尔胶的醚化反应起到一定的催化和保护作用。红外谱图、~1H-NMR谱表征了CGG的结构,扫描电镜照片显示CGG颗粒表面形态发生了变化。再次,以[AMIM]Ac为反应介质,CTA、氯乙酸钠、环氧丙烷为改性剂,创新性一步制备了CCMHPG。研究了叁种改性剂用量、碱用量、反应温度、反应时间对产物取代度和粘度的影响,确定了最佳制备条件。经测定,反应产物的阳离子取代度为0.24,羧甲基取代度为0.41,羟丙基取代度为0.36,产物水溶性较好,1%水溶液粘度达1072mPa·s。与同条件制得的两性瓜尔胶相比,CCMHPG在粘度与溶解性方面均显现出优势。CCMHPG的红外谱图和~1H-NMR谱表明季铵基团、羧甲基和羟丙基均已成功接枝到瓜尔胶分子上,电镜照片显示颗粒表面出现了褶皱及鳞片状裂纹。最后,对比不同取代度和不同溶剂中合成的CGG对脱墨废纸浆的细小组分单程留着率FPR发现,CGG-5的助留效果最好(CGG-5的添加量为0.06%,FPR为72.3%);对比不同取代度CCMHPG的FPR发现,添加0.04%CCMHPG-1便能取得最佳助留效果,FPR为77%;两性瓜尔胶对提高FPR也有明显效果,添加量从0增至0.05%,FPR则从46.6%增至72%;对比CGG、CCMHPG和两性瓜尔胶叁种瓜尔胶衍生物的助留助滤效果发现,CCMHPG-1的助留效果和滤水性能最佳。将CCMHPG/PAC二元微粒体系用于脱墨废纸浆,PAC添加量为0.8%、CCMHPG添加量为0.04%时的留着率为94.3%,打浆度为43°SR。
参考文献：
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[2]. 新型微粒助留助滤剂的研发和应用机理研究[D]. 夏新兴. 南京林业大学. 2003
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[4]. 复合改性膨润土微粒助留助滤剂研发及作用机理[D]. 余小藏. 陕西科技大学. 2016
[5]. 工业明胶基造纸助留助滤剂的合成及其性能研究[D]. 岳丽君. 四川师范大学. 2016
[6]. 纸机湿部助留助滤剂的研究与应用[J]. 孙衍宁, 邢效功, 石海强. 造纸科学与技术. 2018
[7]. 生物基助留助滤剂在废纸造纸中的应用及中试研究[D]. 谢章红. 大连工业大学. 2015
[8]. 瓜尔胶衍生物的制备及在造纸法再造烟叶中的应用研究[D]. 陈威. 华南理工大学. 2012
[9]. 高取代度阳离子淀粉的合成及其在造纸湿部的应用[D]. 陈启杰. 天津科技大学. 2003
[10]. 瓜尔胶衍生物的制备、表征及其助留助滤性能研究[D]. 申冉. 曲阜师范大学. 2017