欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

一種陽離子有機微粒及其制備與應用的制作方法

文檔序號:2419581閱讀:313來源:國知局
專利名稱:一種陽離子有機微粒及其制備與應用的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒及其制備與應用 方法,屬于制漿造紙領域。
背景技術
造紙工業(yè)不斷向著高速化、連續(xù)化、大型化方向發(fā)展,這對助留助濾技術提出了更 高的要求。由于木材資源的缺乏,廢紙的回收利用率越來越高,再加上世界范圍的水資源短 缺和防止污染的要求,造紙必須封閉循環(huán)用水,導致紙漿中的微細粒子含量增加。添加的 造紙助留助濾劑需要具有較強的抗剪切性能和抗鹽性能,普通結構助留助濾劑滿足不了需 要,不能很好地發(fā)揮作用。微粒助留助濾體系以其獨特的優(yōu)勢脫穎而出。隨著微粒助留技術的發(fā)展,不斷涌 現(xiàn)出各種新型的微粒助留體系,陽離子微粒助留體系目前正成為濕部化學研究的熱點之 一。新型的陽離子微粒與陰離子聚合物復配,不僅可以使細小纖維形成有效的微絮聚物,增 加體系的抗高剪切力的能力,而且這種新型體系對漿料的PH值變化不敏感,有利于抄紙系 統(tǒng)向中堿性方向發(fā)展。有關無機陽離子微粒的研究已有很多報道,而有機陽離子微粒仍處 于初步研究階段。李建文等采用無皂乳液聚合的方法合成了一系列不含乳化劑的陽離子聚 丙烯酸酯乳液,并將其與陰離子聚合物組成有機微粒助留體系,參見李建文,邱化玉.新型 陽離子有機微粒助留系統(tǒng)的研究及應用.中國造紙,2004,19 (7) :4。有機陽離子微粒的表 面電荷密度、粒徑和分子量對助留助濾體系的作用都會產(chǎn)生影響。表面電荷密度越大,粒徑 越小,膠體的抗干擾性越強,其助留效果越佳。有關陽離子微粒助留體系的報道較少,目前 的工作致力于開發(fā)出粒度更小、比表面積更大、粒子間相互作用更強的新型陽離子微粒以 及留著機理方面的研究。造紙行業(yè)面臨著巨大的資源與環(huán)境壓力,以生物質制備造紙化學品及利用生物 資源進行生物和化學改性制備新材料,是未來紙業(yè)發(fā)展的方向。天然纖維是自然界中 分布最廣的生物高分子。酸水解或纖維素酶水解纖維素纖維能夠得到納米微晶纖維素 (nanocrystallinecellulose, NCC),這進一步擴大了纖維素在材料領域的使用。納米微晶 纖維素具有納米尺寸,較大的比表面積,將其表面進行陽離子改性后,可以作為微粒助留助 濾體系中的有機陽離子微粒,對紙漿的助留助濾效果明顯。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒助留助濾劑及其 制備與應用。本發(fā)明的陽離子有機微粒助留助濾劑是通過酸處理或生物酶處理植物纖維原料 或紙漿,得到納米微晶纖維素,然后對納米微晶纖維素進行陽離子改性得到的。本發(fā)明的技術方案如下一種用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒,是由以下方法制備的
(1)以混合辦公廢紙脫墨漿、漂白針葉木硫酸鹽漿、漂白闊葉木硫酸鹽漿、微晶纖 維素(MCC)或棉花為原料,采用酸水解法或生物酶水解法制備納米微晶纖維素。(2)將步驟(1)制得的納米微晶纖維素懸浮液稀釋至質量濃度為1_12%,置于裝 有冷凝裝置的三口燒瓶中,隨后加入氫氧化鈉溶液,直到氫氧化鈉的濃度達到5-17wt%,室 溫下攪拌30-90min后加入陽離子化試劑,所述陽離子化試劑是3-氯-羥丙基三甲基氯化 銨(CHTMAC)、3-氯-羥丙基三乙基氯化銨(CTA)或2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(ETA);在 50-120°C攪拌反應2-6h,用去離子水稀釋5倍或冷卻至30°C以下終止反應,離心分離、洗滌 后,調節(jié)PH至6. 5 7. 5,放入透析袋中,用去離子水透析7-15天,超聲震蕩,得到陽離子改 性的納米微晶纖維素懸浮液,即為陽離子有機微粒助留助濾劑。優(yōu)選的,上述步驟(1)所述酸水解法制備納米微晶纖維素,步驟如下將原料打碎,過20目篩,在20_65°C下加入濃度30_6物丨%的鹽酸或30_6物丨%硫 酸,使酸與原料的體積質量比(5 15) 1,單位毫升比克,原料漿以絕干料計;攪拌下,反 應10-70min,然后將懸浮液用去離子水稀釋10倍終止反應。產(chǎn)物用去離子水反復離心沖洗 至pH值5.0 5.5。將得到產(chǎn)物放入透析袋中,用流動的去離子水透析至恒定pH值。透析 后的懸浮液在冰水浴中進行超聲波振蕩處理5-50min。為避免產(chǎn)物因熱聚集,超聲波振蕩器 處理在冰水浴中進行。得到納米微晶纖維素膠體懸浮液。優(yōu)選的,上述步驟(1)所述生物酶水解法制備納米微晶纖維素,步驟如下將原料粉碎,過20目篩,取粉碎后的原料放入錐形瓶中,向錐形瓶中加入水,再加 入緩沖液調節(jié)溶液的PH值到6-7,每克絕干原料加入5000-100000IU纖維素酶,置于搖床 中,調溫度到40-60°C,振蕩速度為50-250r/min,反應對-7池使纖維素發(fā)生酶解。反應結 束后,取出樣品,離心分離,得到納米微晶纖維素膠體懸浮液。所述纖維素酶為和氏璧生物技術有限公司生產(chǎn)的中性纖維素酶,其濾紙酶活 20000-40000IU/go所述緩沖液是磷酸鹽緩沖溶液,取磷酸二氫鈉1. 74g,磷酸氫二鈉2. 7g, 氯化鈉1. 7g,加水溶解成400ml的溶液配制而成。優(yōu)選的,上述步驟(1)酸水解法中和上述步驟O)中透析使用的透析袋截留分子 量為 12000-14000。優(yōu)選的,上述步驟O)中陽離子化試劑是3-氯-羥丙基三甲基氯化銨(CHTMAC) 或3-氯-羥丙基三乙基氯化銨(CTA),溶液質量濃度為5-7 %。優(yōu)選的,上述步驟O)中加入的氫氧化鈉溶液濃度為20 30wt%。優(yōu)選的,上述步驟O)中pH調節(jié)劑選自鹽酸或硫酸。本發(fā)明的陽離子有機微粒在造紙微粒助留助濾體系中的應用,方法如下在質量濃度0.的紙料中,攪拌條件下依次加入5%-30%填料,1.0%-3% 施膠劑,0. 05% -2.0%的陽離子改性納米微晶纖維素混合I-IOmin后,提高紙料體系的攪 拌速度,保持30s-5min后恢復體系的攪拌速度,然后加入0. 01 %-2%的高分子陰離子聚合 物,作用30s-5min后抄成紙張。以上用量均為相對絕干紙料的重量百分比。上述填料是碳酸鈣或滑石粉,施膠劑是松香膠、烷基烯酮二聚體(AKD)或烯基琥 珀酸酐(ASA)。均為本領域常用添加劑,市場有售。上述高分子陰離子聚合物為陰離子聚丙烯酰胺,是本領域常用原料,市場有售。
本發(fā)明的技術特點及優(yōu)良效果如下以生物質制備造紙化學品及利用生物資源進行生物和化學改性制備新材料,對緩 解造紙業(yè)面臨的巨大的資源與環(huán)境壓力,有重要的意義,是未來紙業(yè)發(fā)展的方向。本發(fā)明利 用自然界分布最廣的纖維素制備陽離子有機微粒助留助濾劑,具有很好的生物相容性與生 物可降解性。其尺寸在納米范圍內,比表面積大,表面陽電荷密度高,可以使細小纖維形成 有效的微絮聚物,增加體系的抗高剪切力的能力。作為微粒助留助濾體系中的陽離子有機 微粒,助留助濾效果好。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明,但不限于此。實施例1 (1)用粉碎機將漂白針葉木漿粉碎,過20目蹄,以絕干漿料20g計取。在45°C下 加質量濃度64%的硫酸160ml (酸漿比8. 0,ml/g)和混合,在機械攪拌作用下進行反應,反 應30min時間后將懸浮液用去離子水稀釋10倍來終止反應。產(chǎn)物用去離子水反復離心沖 洗至PH值為5.0。將離心后的產(chǎn)物放入透析袋(截留分子量12000-14000)中,用流動的去 離子水透析若干天至恒定PH值,得到納米微晶纖維素懸浮液。透析后的懸浮液用超聲波振 蕩器處理lOmin,為避免產(chǎn)物因熱聚集,處理在冰水浴中進行。(2)將IOOmL 6%質量濃度的納米微晶纖維素懸浮液置于裝有冷凝裝置的三口燒 瓶中,隨后加入質量濃度20 %的氫氧化鈉溶液,使氫氧化鈉在體系中的濃度達到7%,室溫 下攪拌30min后加入3-氯-羥丙基三甲基氯化銨5. 5g,在80°C下攪拌反應50min后,冷卻 至25°C終止反應,離心分離洗滌后,用鹽酸調節(jié)pH至7,用截留分子量12000 14000的透 析袋透析15天,得到陽離子改性的納米微晶纖維素懸浮液。應用在濃度為0.3%的漂白廢新聞紙脫墨漿中加入20%碳酸鈣及陰離子松香膠, 加入0.5%上述步驟( 制得的陽離子改性納米微晶纖維素懸浮液,混合均勻后在750rpm 轉速下作用30s后將轉速提高至1500rpm,作用Imin后將轉速降至750rpm,然后加入 0. 05%的陰離子聚丙烯酰胺,混合Imin后將紙料抄成紙張,干燥后紙料的留著率92%,且 紙料的濾水速度快,成紙勻度好。以上用量均為相對絕干紙料的重量百分比。實施例2 (1)稱取微晶纖維素(MCC) 6g放入錐形瓶中,向錐形瓶中加入所需量(使最終混 合液的總體積為200ml)的水,再加入2ml緩沖液調節(jié)溶液的pH值到6_7,隨后加入纖維素 酶,纖維素酶用量為20000IU/g絕干原料,置于搖床中,調溫度到50°C,振蕩速度為U6r/ min,反應4 使纖維素發(fā)生酶解。反應結束后,取出樣品,離心分離。得到納米微晶纖維素 膠體懸浮液。所用纖維素酶是和氏璧生物技術有限公司產(chǎn)售的中性纖維素酶,其濾紙酶活 20000 40000IU/g。(2)以步驟(1)制得的納米微晶纖維素配制質量濃度為6%的納米微晶纖維素懸 浮液,取IOOmL置于裝有冷凝裝置的三口燒瓶中,隨后加入質量濃度20%的濃氫氧化鈉溶 液,使氫氧化鈉濃度達到,室溫下攪拌30min后加入5. 5g 3-氯-羥丙基三甲基氯化 銨,在85°C下攪拌反應60min,冷卻至終止反應,離心分離洗滌后,用鹽酸調節(jié)pH至7左右,用截留分子量12000 14000的透析袋透析15天,超聲震蕩,并在常溫下減壓濃縮, 得到陽離子改性的納米微晶纖維素懸浮液。應用在濃度為0. 3%的漂白廢新聞紙脫墨漿中加入20%碳酸鈣及陰離子松香膠, 加入0.5%上述步驟( 制得的陽離子改性納米微晶纖維素,混合均勻后在750rpm轉速下 作用30s后將轉速提高至1500rpm,作用Imin后將轉速降至750rpm,然后加入0. 05%的陰 離子聚丙烯酰胺,混合Imin后將紙料抄成紙張,干燥后紙料的留著率92.5%,且紙料的濾 水速度快,成紙勻度好。以上用量均為相對絕干紙料的重量百分比。實施例3 如實施例1所述,所不同的是原料為漂白闊葉木硫酸鹽漿。實施例4 如實施例1所述,所不同的是原料為微晶纖維素(MCC)。實施例5如實施例1所述,所不同的是在步驟O)中使用陽離子化試劑3-氯-羥丙基三乙 基氯化銨進行陽離子改性。實施例6 如實施例1所述,所不同的是步驟(2)中使用陽離子化試劑2,3_環(huán)氧丙基三甲基 氯化銨進行陽離子改性。實施例7 如實施例2所述,所不同的是原料為漂白針葉木硫酸鹽漿。實施例8 如實施例2所述,所不同的是原料為漂白闊葉木硫酸鹽漿。實施例9 如實施例2所述,所不同的是在步驟⑵使用陽離子化試劑3-氯-羥丙基三乙基 氯化銨(CTA)進行陽離子改性。
權利要求
1.一種用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒,是由以下方法制備的(1)以混合辦公廢紙脫墨漿,漂白針葉木硫酸鹽漿、漂白闊葉木硫酸鹽漿、微晶纖維素 (MCC)或棉花為原料,采用酸水解法或生物酶水解法制備納米微晶纖維素;(2)將步驟(1)制得的納米微晶纖維素懸浮液稀釋至質量濃度為1_12%,置于裝有冷 凝裝置的三口燒瓶中,隨后加入濃氫氧化鈉溶液,直到氫氧化鈉的濃度達到5-17wt%,室溫 下攪拌30-90min后加入陽離子化試劑,所述陽離子化試劑是3-氯-羥丙基三甲基氯化銨、 3-氯-羥丙基三乙基氯化銨或2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨;在50-120°C攪拌反應2_6h, 稀釋5倍或冷卻至30°C以下終止反應,離心分離洗滌后,調節(jié)pH至6. 5 7. 5,放入透析袋 中,用去離子水透析7-15天,超聲震蕩,得到陽離子改性的納米微晶纖維素懸浮液,即為用 于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒。
2.如權利要求1所述的用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒,其特征在于步 驟(1)所述酸水解法制備納米微晶纖維素,步驟如下將原料打碎,過20目篩,在20-65°C下加入濃度30-6#t %的鹽酸或30_6#t %的硫酸, 使酸與原料的體積質量比(5 15) 1,單位毫升比克,原料漿以絕干料計;攪拌下,反應 10-70min,然后將懸浮液用去離子水稀釋10倍終止反應;產(chǎn)物用去離子水反復離心沖洗至 pH值5.0 5.5 ;將得到產(chǎn)物放入透析袋中,用流動的去離子水透析至恒定pH值;透析后的 懸浮液在冰水浴中進行超聲波振蕩處理5-50min ;為避免產(chǎn)物因熱聚集,超聲波振蕩器處 理在冰水浴中進行;得到納米微晶纖維素懸浮液。
3.如權利要求1所述的用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒,其特征在于步 驟(1)所述生物酶水解法制備納米微晶纖維素,步驟如下將原料粉碎,過20目篩,取粉碎后的原料放入錐形瓶中,向錐形瓶中加入水,再加入緩 沖液調節(jié)溶液的PH值到6-7,每克絕干原料加入5000-100000IU纖維素酶,置于搖床中,調 溫度到40-60°C,振蕩速度為50-250r/min,反應對-7池使纖維素發(fā)生酶解;反應結束后,取 出樣品,離心分離,得到納米微晶纖維素膠體懸浮液;所述纖維素酶為和氏璧生物技術有限公司生產(chǎn)的中性纖維素酶,其濾紙酶活 20000-40000IU/g ;所述緩沖液是磷酸鹽緩沖溶液,取磷酸二氫鈉1. 74g,磷酸氫二鈉2. 7g, 氯化鈉1. 7g,加水溶解成400ml的溶液配制而成。
4.如權利要求1所述的用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒,其特征在于步 驟O)中透析使用的透析袋截留分子量為12000-14000。
5.如權利要求1所述的用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒,其特征在于步 驟O)中陽離子化試劑是3-氯-羥丙基三甲基氯化銨、3-氯-羥丙基三乙基氯化銨或2, 3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨,溶液質量濃度為5-7%。
6.如權利要求1所述的用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒,其特征在于步 驟(2)中pH調節(jié)劑選自鹽酸或硫酸。
7.權利要求1 6任一項所述的陽離子有機微粒助留助濾劑的應用,方法如下在質量濃度0. 1 % -1 %的紙料中,攪拌條件下依次加入5% -30%填料,1.0% -3%施膠劑,0. 05% -2.0%的陽離子改性納米微晶纖維素混合I-IOmin后,提高紙料體系的攪拌速 度,保持30s-5min后恢復體系的攪拌速度,然后加入0. 01% 的高分子陰離子聚合物, 作用30s-5min后抄成紙張;以上用量均為相對絕干紙料的重量百分比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒及其制備與應用。以木漿、微晶纖維素或棉花為原料,采用酸水解法或生物酶水解法制備納米微晶纖維素;1-12%納米微晶纖維素懸浮液在5%-17%的氫氧化鈉中與3-氯-羥丙基三甲基氯化銨、3-氯-羥丙基三乙基氯化銨或2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨等陽離子化試劑,50-120℃條件下,攪拌反應2-6h后透析,得陽離子改性的納米微晶纖維素懸浮液。在造紙微粒助留助濾體系中的應用時加入0.05%-2.0%的本發(fā)明的產(chǎn)品作助留助濾劑,抄成紙張。本發(fā)明的用于造紙微粒助留助濾體系的陽離子有機微粒,具有比表面積大,表面電荷密度高,助留助濾效果好等特點。
文檔編號D21H17/25GK102080341SQ201010559
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權日2010年11月25日
發(fā)明者傅英娟, 劉娜, 徐清華, 李宗全, 秦夢華 申請人:山東輕工業(yè)學院
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
永新县| 随州市| 灵山县| 木里| 景德镇市| 高青县| 福海县| 五大连池市| 延吉市| 华阴市| 师宗县| 文山县| 汶川县| 德州市| 光山县| 永平县| 黄大仙区| 芜湖市| 临江市| 尚志市| 闽侯县| 宜宾市| 舒城县| 资中县| 自贡市| 大洼县| 神池县| 广灵县| 许昌县| 古田县| 留坝县| 梓潼县| 龙州县| 镇安县| 大田县| 东安县| 洛川县| 东阿县| 彭州市| 航空| 上林县|