淀粉基表面施胶剂对瓦楞原纸增强作用的研究

摘要

目前国内瓦楞原纸多以废纸为主，其中存在着纤维长度变短、机械强度差，杂质含量高等问题，所以在瓦楞原纸生产中，多采用原淀粉或现场氧化改性淀粉进行表面施胶来提高纸张物理强度。但是随着包装行业得发展，采用单纯的原淀粉或轻度氧化淀粉施胶的瓦楞原纸，已经不能满足市场对于高强瓦楞原纸低定量、高强度的要求。采用复配和化学交联等方法对淀粉进行改性，以提高和改善淀粉糊化液的成膜性能及其物理强度性能是淀粉改性技术领域中重要的研究课题。本文通过比较不同助剂与淀粉复配或反应之后所得到的表面施胶剂在瓦楞原纸上的施胶效果，得出较佳的施胶工艺条件及各种表面施胶剂在瓦楞原纸施胶效果方面的优势，分别采用阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）、甲醛、乌洛托品与淀粉配伍进行了表面施胶实验，考察了助剂用量、过硫酸铵用量、pH值、反应时间等相关工艺参数对瓦楞原纸环压指数和抗张指数的影响，并且探讨了淀粉的氧化程度对于瓦楞原纸施胶效果的影响。
　　 本试验采用氧化淀粉和CPAM不同配比的混合物作为表面施胶剂，研究其对瓦楞原纸施胶效果的影响。结果表明：当淀粉基表面施胶剂中采用分子量为50万单位的CPAM，CPAM添加量为淀粉用量的1.5％，原淀粉用量为6.0％，过硫酸铵用量为1.5％时，施胶后的纸张强度比较好，抗张指数和环压指数分别达到了35.0N·m·g-1和7.53N·m·g-1，与单独使用过硫酸铵氧化淀粉相比较分别提高了14.0％和18.0％。
　　 通过甲醛、过硫酸铵与原淀粉反应制得轻度交联.氧化双重变性的淀粉糊化液，并对其作为施胶剂在瓦楞原纸增强中的应用进行了研究。结果表明：甲醛用量为淀粉用量的4.0％，过硫酸铵用量1.0％，pH=8.0时，施胶后瓦楞原纸的强度有明显的提高，抗张指数和环压指数分别为37.7N·m·g-1和8.03N·m·g-1，与不添加甲醛的空白样相比较，环压指数和抗张指数分别提高了26.0％和22.8％；同时经检测纸面甲醛含量小于23.8mg·kg-1，达到了国际纺织品生态研究和检测协会制定的有关测试品中有毒物质的标准。
　　 通过乌洛托品、过硫酸铵与淀粉反应制得轻度交联-氧化复合变性淀粉，并对其作为施胶剂在瓦楞纸增强中的应用进行了研究。讨论了乌洛托品用量、过硫酸铵用量、反应pH值以及反应时间对瓦楞纸增强效果的影响，并且对乌洛托品.过硫酸铵改性淀粉表面施胶剂的粘度稳定性进行了研究。结果表明：对瓦楞纸施胶的最佳条件是，乌洛托品用量为淀粉用量的1.0％，过硫酸铵用量1.0％，pH=8.0，反应时间15min时，在此条件下，瓦楞原纸的环压指数和抗张指数有了明显的提高，分别达到了8.09N·m·g-1和39.3N·m·g-1，比氧化淀粉施胶分别增加了26.8％和28.0％。
　　 在淀粉氧化程度对瓦楞纸表面施胶性能的影响研究中，发现影响淀粉氧化度的主要因素是：双氧水用量，其次是pH值和反应温度，最后是催化剂用量。较佳的工艺条件是：氧化剂（H2O2）7.0％、pH值为7.0、反应温度为55℃、不添加催化剂。在此条件下氧化淀粉的羧基含量为0.478％。表面施胶实验发现，羧基含量适中的氧化淀粉比高羧基含量的氧化淀粉表现出了更好的表面施胶性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1我国造纸工业纤维原料结构现状及变化特点

1.1.1我国造纸工业原料结构现状

1.1.2我国造纸纤维原料结构变化特点

1.2瓦楞原纸

1.2.1国内外瓦楞原纸的发展概况

1.2.2瓦楞原纸的分类标准和质量要求

1.2.3瓦楞原纸的性能指标

1.2.4瓦楞纸包装业的发展趋势

1.3表面施胶

1.3.1国内外造纸用表面施胶剂的种类

1.3.2表面施胶的优点

1.3.3国内外常用表面施胶剂及其特点

1.3.4表面施胶剂的作用机理

1.3.5表面施胶的方法

1.3.6影响表面施胶的因素

1.3.7表面施胶存在的问题

1.3.8表面施胶与瓦楞原纸性能的关系

1.4选题意义及主要研究内容

2 CPAM与氧化淀粉混合物用于瓦楞原纸表面施胶

2.1引言

2.1.1阳离子聚丙烯酰胺简介

2.1.2阳离子聚丙烯酰胺的用法

2.2实验部分

2.2.1实验原料及药品

2.2.2实验仪器及设备

2.2.3表面施胶剂的制备

2.2.4施胶方法

2.2.5物理指标检测方法

2.3结果与分析

2.3.1阳离子聚丙烯酰胺与氧化淀粉混合物对纸张增强效果的影响

2.3.2阳离子聚丙烯酰胺用量对纸张强度的影响

2.3.3氧化淀粉用量对纸张强度的影响

2.4本章小结

3轻度交联-氧化双重变性淀粉对瓦楞原纸增强效果的研究

3.1引言

3.1.1交联淀粉的概述

3.1.2交联淀粉的性质

3.2实验部分

3.2.1实验原料及药品

3.2.2表面施胶剂的制备

3.2.3表面施胶方法

3.2.4甲醛残留量的测定

3.2.5纸张物理性能的检测

3.3结果与分析

3.3.1甲醛用量对瓦楞原纸增强效果的影响

3.3.2过硫酸铵用量对瓦楞原纸增强效果的影响

3.3.3 pH值对瓦楞原纸增强效果的影响

3.3.4甲醛残留量的测量

3.4本章小结

4乌洛托品-过硫酸铵改性淀粉表面施胶剂对瓦楞原纸增强作用的研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验主要原料及药品

4.2.2实验仪器

4.2.3表面施胶剂的制备

4.2.4施胶方法

4.2.5纸张物理指标检测方法

4.3结果与讨论

4.3.1过硫酸铵用量对瓦楞原纸增强效果的影响

4.3.2乌洛托品用量对瓦楞原纸增强效果的影响

4.3.3反应时间对瓦楞原纸增强效果的影响

4.3.4 pH值对瓦楞原纸增强效果的影响

4.3.5与过硫酸铵氧化淀粉施胶效果的比较

4.3.6淀粉糊液的粘度稳定性

4.4本章小结

5淀粉氧化度对瓦楞原纸表面施胶性能的影响

5.1引言

5.1.1双氧水氧化淀粉的机理

5.1.2正交实验

5.2实验部分

5.2.1实验原料

5.2.2主要化学试剂

5.2.3实验仪器及设备

5.2.4氧化淀粉的制备

5.2.5淀粉糊化方法

5.2.6施胶方法

5.2.7物理指标的检测

5.3结果与分析

5.3.1氧化淀粉的制备

5.3.2淀粉氧化程度对瓦楞原纸表面施胶效果的影响

5.4本章小结

6总结

6.1结论

6.2本课题的创新之处

6.3本论文今后需进一步研究的建议

致谢

参考文献

附录A

攻读硕士期间发表的学术论文目录