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  • 陽離子瓜爾膠在造紙法煙草薄片中的應用
  • 來源:愛學術        2019-08-27         3453
【摘要】

卷煙紙生產時常用的2種助留劑陽離子瓜爾膠和聚乙烯亞胺衍生物,將兩者做實驗,在實驗室中利用動態濾水分析儀模擬生產條件,對其助留效果進行了比較。試驗結果表明,陽離子瓜爾膠的助留效果要優于聚乙烯亞胺衍生物。而瓜爾膠作為一種天然的半乳甘露聚糖類植物膠,本身沒有任何毒性,無異味,經過陽離子改性后能夠顯著地提高細小組分的留著率,因而最終選擇了陽離子瓜爾膠作為造紙法煙草薄片的助留劑。

造紙法煙草薄片的生產過程主要包括萃取濃縮、制漿抄造和涂布干燥三大部分。其中制漿抄造段被認為原料損失最為嚴重的工序,這主要是由于以煙梗、碎片和煙末為主的煙草漿料雜細胞多,細小組分含量大,從而在長網成型時容易通過網孔流失。

造紙中通常使用陽離子助留劑與帶有負電荷的纖維物料發生絮聚,引發細小組分間以及細小組分與纖維間的膠體聚集,以提高細小組分在網上的留著。然而,考慮到煙草薄片的最終用途,并不是所有的造紙助留劑都能用在煙草薄片生產中。

卷煙紙生產時常用的2種助留劑陽離子瓜爾膠和聚乙烯亞胺衍生物,將兩者做實驗,在實驗室中利用動態濾水分析儀模擬生產條件,對其助留效果進行了比較。試驗結果表明,陽離子瓜爾膠的助留效果要優于聚乙烯亞胺衍生物。而瓜爾膠作為一種天然的半乳甘露聚糖類植物膠,本身沒有任何毒性,無異味,經過陽離子改性后能夠顯著地提高細小組分的留著率,因而最終選擇了陽離子瓜爾膠作為造紙法煙草薄片的助留劑。

陽離子瓜爾膠在造紙法煙草薄片中的應用

陽離子瓜爾膠在造紙法煙草薄片中的應用

陽離子瓜爾膠和聚乙烯亞胺衍生物助留效果的比較

采用2種助留劑在不同添加量的條件下比較各自的助留效果。當反應作用時間為10s,攪拌速度為500r/min時,隨著助留劑添加量的加大,紙料的單程留著率以及手抄片灰分都呈遞增趨勢,當2種助留劑在相同添加量下,使用陽離子瓜爾膠的紙料單程留著率要高于聚乙烯亞胺衍生物3-7個百分點,即陽離子瓜爾膠的助留效果優于聚乙烯亞胺衍生物。

通過對瓜爾膠的分子結構研究發現,瓜爾膠直鏈上沒有非極性基團,大部分伯羥基和仲羥基都處在外側,而且半乳糖支鏈并沒有遮住活性的醇羥基,因而瓜爾膠具有最大的氫鍵結合面積。當與纖維結合時,形成的氫鍵結合距離短結合力大。而通過對瓜爾膠改性后,在分子鏈上引人陽離子基團,從而獲得一定的正電性,這種帶正電的改性瓜爾膠便可以與帶負電的纖維、填料粒子相互作用,從而提高了助留、助濾和增強效果。

陽離子瓜爾膠用量對助留效果的影響

隨著陽離子瓜爾膠添加量的增加,紙料單程留著率與手抄片灰分都相應提高,紙料的單程留著率從未加時的52.33%提高到68.33%,留著率增加了16個百分點。手抄片灰分從未加時的6.69%,提高到11.01%,增加了4個百分點以上。同時可以看出,瓜爾膠0.3%的添加量和0.4%的添加量其效果差別不是很大,因此,經綜合比較,陽離子瓜爾膠的用量選擇0.3%為佳。

剪切力對陽離子瓜爾膠助留效果的影響

陽離子瓜爾膠作為一種高分子助留劑,其助留機理是利用其長鏈在不同顆粒間“橋聯”形成絮團,而這種在紙漿中所形成的絮團極易受到剪切力破壞,所以剪切力也是影響瓜爾膠對細小組分和填料留著的重要因素之一。

不同的攪拌速度意味著流體對紙料施加了不同的剪切力,從而削弱了助留助濾劑對漿料的絮聚作用。根據其濾水性能的變化來衡量瓜爾膠對抗剪切力的影響,攪拌速度越高,剪切力越大,助留劑所形成的絮團越容易被解聚,造成細小纖維重新堵塞纖維空隙,而使過濾阻力增大,濾水更加困難。

不同轉速下,同一時間內的濾水量變化。反應作用時間10s,陽離子瓜爾膠添加量為0.3%。隨著攪拌速度的提高,助留劑承受的剪切力增大,濾水阻力增加,濾水量逐漸減少。所以在線使用陽離子瓜爾膠時,選擇合適的添加點是非常關鍵的。

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參考文獻

韓卿,張美云,吳美育等.造紙法煙草薄片制造工藝的研究中[J].西北輕工業學院學報.2002,20(1):19-22

王海毅,謝來蘇.造紙濕部化學基本理論及助留助濾研究的基本方法[J].造紙化學品,2001,13(2):12-17

萬小芳,李友明.瓜爾膠改性及其衍生物在造紙工業的應用[J].化工進展,2006,25(3):271-274


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