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羧甲基两性淀粉的一步合成及其在造纸中的应用

郑海  
【摘要】: 本文系统的研究了羧甲基季铵型两性淀粉的制备方法、物态性质和应用效果,提出了一些新的、具有建设性的观点和方法,具体研究工作和创新之处摘要如下: 以木薯淀粉为原料,用湿法工艺在乙醇水溶液介质中以NaOH为催化剂,与氯乙酸钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)反应一步合成低取代度羧甲基两性淀粉。并通过单因素实验讨论了NaOH用量,氯乙酸钠用量,3-氯2-羟丙基三甲基氯化铵用量,水醇介质用量,碱化温度,碱化时间,反应温度和反应时间等对合成反应的影响。通过正交实验设计,对以下因素:碱用量,氯乙酸钠用量、CHPTMA用量,反应时间,反应温度,采用四因素三水平L_9(3~4)的正交实验方案进行分析。结果表明:氢氧化钠用量与氯乙酸钠、阳离子醚化剂总量摩尔比为2.3,反应温度40℃,反应时间5h,氯乙酸钠用量为2.5%,阳离子醚化剂用量为5.5%,所合成样品的阳离子取代度为0.032,阴离子取代度为0.012,适合于作为造纸用增强剂。 在抄纸应用实验中,分别讨论了阴、阳离子取代度变化时对纸张物理性能的影响,从而确定了作为增强剂使用时最佳的阴、阳离子取代度;使用蔗渣浆分别在近中性和中性抄纸条件下,考察了合成的两性淀粉的应用效果,并与阳离子淀粉作了对比实验;同时,使用全脱墨浆抄造新闻纸,考察了羧甲基两性淀粉的应用效果;最后,还对抄造的纸张进行了结构分析,探讨了羧甲基两性淀粉的作用机理。应用实验结果表明,羧甲基两性淀粉在蔗渣浆抄造书写纸中取得显著效果,尤其在中性抄纸工艺中效果最显著;在脱墨浆抄造新闻纸中也可取得良好效果。在两种浆料的应用中,羧甲基两性淀粉的使用效果均优于阳离子淀粉,同时也表现出更适合蔗渣浆等草类浆料应用的特性。


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