羧甲基淀粉基填料的制备与应用

摘要

在造纸业中，填料是常用的原料之一，在纸张中加入填料不仅可以降低造纸成本，而且还能在一定程度上改善成纸的光学性能和印刷适性。本文用羧甲基淀粉进行制备一种类似于填料的淀粉基填料，将羧甲基淀粉钠与无机盐离子在一定浓度、一定温度下反应一定时间，从而产生沉淀，产生的沉淀可当作造纸用的填料。
　　首先本论文通过两种不同的制备方式——浆内制备和浆外制备，分别探索了工业中常用的三种无机盐离子钙离子、镁离子、铝离子的制备效果，通过比较加填淀粉基填料的手抄片物理性能和浆料的滤水性能，确定了采用钙离子进行制备羧甲基淀粉基填料。接着通过比较两种不同的制备方式制得的产品对成纸的物理性能和浆料的滤水性能的优异，确定采用浆外制备的方式进行制备羧甲基淀粉基填料。筛选优化了制备工艺条件，综合正交实验和单因素实验结果，通过测定烘干产物中钙离子含量来确定反应的程度以及得率，以得率的高低确定最佳的制备工艺条件。同时，将不同制备工艺条件制得的产物加入到浆料中，探讨了不同制备工艺条件制得的产物对浆料滤水性能的影响和对手抄片的物理性能的影响，得出本研究范围内制备羧甲基淀粉基填料工艺参数为:反应温度80℃，反应时间60min，反应浓度2％，反应比例1∶1.5。将本研究范围内制备工艺条件下制备得到的产品分别与研磨碳酸钙(GCC)、沉淀碳酸钙(PCC)进行使用，评估了制备的产品对成纸物理性能、浆料滤水性能及灰分的保留效果，结果表明在造纸过程中添加淀粉基填料时，能有效提高加填纸的强度，但是会部分降低其滤水性能，而且加入淀粉基填料时的加填纸的灰分是单独使用GCC、PCC的灰分的一倍以上，这表明在造纸过程中添加淀粉基填料可以提高GCC、PCC等填料的留着。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 造纸填料的研究现状

1．2．1 碳酸钙的研究现状

1．2．2 高岭土的研究现状

1．2．3 滑石粉的研究现状

1．2．4 纸张加填对成纸性能的影响

1．3 羧甲基淀粉的研究现状

1．3．1 羧甲基淀粉的制备方法

1．3．2 羧甲基淀粉的应用

1．4 本论文的研究目的、意义及研究的主要内容

1．4．1 本论文的研究目的和意义

1．4．2 研究的主要内容

1．4．3 本论文的创新点

第二章 羧甲基淀粉基填料制备方法的研究

2．1 实验原料、药品和实验仪器

2．1．1 实验材料与方法

2．1．2 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 纸张物理性能的检测

2．3 羧甲基淀粉基填料制备方法的探索

2．3．1 浆内制备的产品对手抄片的物理性能和浆料的滤水性能的影响

2．3．2 浆外制备的产品对手抄片的物理性能和浆料的滤水性能的影响

2．4 浆内制备与浆外制备方式优异的比较

2．4．1 浆内制备与浆外制备的产品对手抄片抗张强度的影响比较

2．4．2 浆内制备与浆外制备的产品对手抄片撕裂强度的影响比较

2．4．3 浆内制备与浆外制备的产品对手抄片耐破强度的影响比较

2．4．4 浆内制备与浆外制备的产品对手抄片耐折强度的影响比较

2．4．5 浆内制备与浆外制备的产品对手抄片层间结合强度的影响比较

2．4．6 浆内制备与浆外制备的产品浆料滤水性能的影响比较

2．4．7 小结

2．5 本章小结

第三章 羧甲基淀粉基填料制备工艺的优化

3．1 制备工艺的正交试验探宄

3．2 制备工艺的单因素实验探究

3．2．1 反应温度对产品得率的影响

3．2．2 反应时间对产品得率的影响

3．2．3 反应浓度对产品得率的影响

3．2．4 羧甲基淀粉与氯化钙质量比例因素对产品得率的影响

3．3 本章小结

第四章 羧甲基淀粉基填料的应用

4．1 羧甲基淀粉基填料与研磨碳酸钙共用的效果探究

4．1．1 加填混合填料与加填GCC的纸张抗张强度对比

4．1．2 加填混合填料与加填GCC的纸张撕裂强度对比

4．1．3 加填混合填料与加填GCC的纸张耐破强度对比

4．1．4 加填混合填料与加填GCC的纸张耐折强度对比

4．1．5 加填混合填料与加填GCC的纸张层间结合强度对比

4．1．6 加填混合填料与加填GCC的纸张灰分含量对比

4．1．7 加填混合填料与加填GCC的浆料滤水性能对比

4．1．8 小结

4．2 羧甲基淀粉基填料与沉淀碳酸钙共用的效果探究

4．2．1 加填混合填料与加填PCC的纸张抗张强度对比

4．2．2 加填混合填料与加填PCC的纸张撕裂强度对比

4．2．3 加填混合填料与加填PCC的纸张耐破强度对比

4．2．4 加填混合填料与加填PCC的纸张耐折强度对比

4．2．5 加填混合填料与加填PCC的纸张层间结合强度对比

4．2．6 加填混合填料与加填PCC的纸张灰分含量对比

4．2．7 加填混合填料与加填PCC的浆料滤水性能对比

4．2．8 小结

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．1．1 羧甲基淀粉基填料的制备方法探索

5．1．2 羧甲基淀粉基填料制备工艺的优化

5．1．3 羧甲基淀粉基填料与常规填料共同使用的效果探究

5．2 展望

参考文献

专业实践介绍

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢