Adsorption of cationic starch onto peroxide-bleached TMP fibres - Influence of interfering wood substances

摘要

A substantial portion of the cationic starch added to mechanical pulp may be consumed by dissolved and colloidal wood substances /1,2,3,4/. The purpose of this work was to clarify the influence of reducing the concentration of interfering wood substances in peroxide-bleached IMP (thermo-mechanical pulp) on the adsorption of cationic starch onto the fibres. The first part of the study was devoted to removal of dispersed and dissolved wood substances with the aid of a highly charged cationic chemical (a fixative) prior to addition of cationic starch. The addition levels were chosen to represent those used at paper mills. In the second part, pulp washing was carried out to reduce the amount of disturbing substances dispersed in the water and adsorbed onto the fibre surfaces. The results of the first part suggest that the amount of fixative added needs to be adjusted according to the amounts of colloidally dispersed lipophilic extractives, since these are aggregated by cationic starch. The results indicate that cationic starch was adsorbed onto the fibres when colloidal lipophilic extractives were completely aggregated by the fixative. In the second part, the adsorption properties of a washed peroxide-bleached TMP were characterised and compared with those of an unwashed pulp. The experiments were performed at 20 and 60℃ and at different salt concentrations. The adsorption of cationic starch was substantially reduced as a result of pulp washing. Both an increase in adsorption temperature and a slight increase in NaCl concentration increased adsorption onto the fibres.%Huomattava osa mekaaniseen massasulppuun lisätystä kationisesta tärkkelyksestä kuluu reaktioihin liuenneiden ja kolloidaalisten häiriöaineiden kanssa /1,2,3,4/. Työn tavoitteena oli selvittää alennetun häiriöainepitoisuuden vaikutusta kationisen tärkkelyksen adsorptioon peroksidivalkaistuun termomekaaniseen kuituun. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa dispergoituneiden ja liuenneiden häiriöaineiden määrää vähennettiin korkean varaustiheyden omaavalla ka-tionisella fiksausaineella ennen kationisen tärkkelyksen lisäystä. Annostelumäärät valittiin vastaamaan tehdasolosuhteita. Tutkimuksen toisessa osassa häiriöaineet, myös kuituihin adsorboituneet, poistettiin pesemällä massasulppu. Ensimmäisen osan tuloksista käy ilmi, että fiksausaineen annostelu täytyy suhteuttaa kolloidaalisesti dispergoituneiden uuteaineiden määrään, koska juuri nämä uuteaineet aggregoituvat lisättäessä kationista tärkkelystä. Fiksausainet ta lisättäessä kolloidiset uuteaineet aggregoituvat täydellisesti, jolloin itse kationinen tärkkelys adsorboitui kuituun. Tutkimuksen toisessa osassa tutkittiin kationisen tärkkelyksen adsorboitumista pestyyn peroksidivalkaistuun mekaaniseen massasulppuun ja verrattiin adsorboitumista pesemättömään massasulppuun. Adsorptiokokeet tehtiin eri suolakonsentraatioilla ja eri lämpötiloissa (20℃ ja 60℃). Kationisen tärkkelyksen adsorptio pieneni huomattavasti massapesun seurauksena. Sekä lämpötilan nousu että NaCl-konsentraation pieni lisäys kasvattivat kationisen tärkkelyksen adsorptiota kuituun.