一種用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法
【專利摘要】一種用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法，玉米芯粉碎制得80目的玉米芯粉；用玉米芯粉20wt%～30wt%的冰醋酸和20wt%～30wt%的亞氯酸鈉配制成水溶液，玉米芯粉在75～80℃溫度下在所述水溶液中處理50～70分鐘；加入用玉米芯粉20wt%～30wt%的冰醋酸和20wt%～30wt%的亞氯酸鈉，在75～80℃溫度下繼續(xù)處理50～70分鐘；中間物冷卻、過(guò)濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入到60V%～90V%乙醇中制成5wt%～12wt%的懸浮液；加入白色中間產(chǎn)物絕干量0.6～1.2重量份的NaOH和0.8～1.5重量份的氯乙酸鈉乙醇溶液，在60～80℃溫度下，白色中間產(chǎn)物經(jīng)羧甲基化70～150分鐘；經(jīng)過(guò)濾、用75V%～95V%乙醇溶液洗滌后，制得紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。
【專利說(shuō)明】—種用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及造紙技術(shù)的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，特別涉及一種以玉米芯為原料合成紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的生產(chǎn)方法，具體涉及用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，植物纖維資源豐富。玉米芯是玉米果穗脫去籽粒后的果軸。玉米產(chǎn)量每年在1.1?1.3億噸，可以副產(chǎn)2000萬(wàn)噸的玉米芯，然而玉米芯作為一種農(nóng)業(yè)廢棄物，目前多用作燃料，造成很大的浪費(fèi)。目前，國(guó)內(nèi)外都圍繞玉米芯深加工和綜合利用開展研究，開發(fā)了一系列玉米芯綜合加工的新途徑。隨著我國(guó)科技實(shí)力的不斷增強(qiáng)，玉米芯的深加工領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，目前許多產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，使這一廢棄物質(zhì)得到了資源化利用。隨著玉米產(chǎn)量日益提高，玉米芯的量大大提高，繼續(xù)研究開發(fā)可再生的玉米芯制備可生物降解材料或化學(xué)品，對(duì)植物資源高值化以及綠色環(huán)保具有極其重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法，根據(jù)玉米芯所含的化學(xué)基團(tuán)，針對(duì)性改造，制得納米級(jí)紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，可以增強(qiáng)紙張的強(qiáng)度。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法，至少包括以下步驟:
1)玉米芯粉碎制得80目的玉米芯粉；
2)用所述玉米芯粉20wt%?30wt%的冰醋酸和20wt%?30wt%的亞氯酸鈉配制成水溶液，玉米芯粉在75?80°C溫度下在所述水溶液中處理50?70分鐘；
3)經(jīng)上步驟處理后，加入用所述玉米芯粉20wt%?30wt%的冰醋酸和20wt%?30wt%的亞氯酸鈉，在75?80°C溫度下繼續(xù)處理50?70分鐘；
4)經(jīng)上步驟處理后的中間物冷卻、過(guò)濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)
物；
5)將白色中間產(chǎn)物加入到60V%?90V%乙醇中制成5wt%?12wt%的懸浮液；加入白色中間產(chǎn)物絕干量0.6?1.2重量份的NaOH和0.8?1.5重量份的氯乙酸鈉，其中所述氯乙酸鈉溶于其重量20?60倍95V%的乙醇溶液中后再加入，在60?80°C溫度下，所述白色中間產(chǎn)物經(jīng)羧甲基化70?150分鐘。
[0005]6)經(jīng)過(guò)濾、用75V%?95V%乙醇溶液洗滌后制得紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。
[0006]進(jìn)一步地，所述用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法，步驟4中過(guò)濾得到的過(guò)濾液回用于步驟2中。
[0007]本發(fā)明帶來(lái)的有益效果:采用亞氯酸鈉處理使之顆粒變小，達(dá)到納米級(jí)，氯乙酸鈉在堿性條件下，將納米級(jí)顆粒中羥基羧甲基化成羧甲基，當(dāng)紙張?jiān)鰪?qiáng)劑添加到紙漿中抄造時(shí)，可加強(qiáng)紙漿纖維之間的結(jié)合力，從而提高紙張的物理強(qiáng)度。以農(nóng)業(yè)廢棄物玉米芯為原料，實(shí)現(xiàn)可再生農(nóng)業(yè)廢棄物資源的綜合利用。[0008]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為實(shí)施例得到的增強(qiáng)劑顆粒大小圖；
圖2為羧基含量與耐折度的關(guān)系圖；
圖3為羧基含量與耐破指數(shù)的關(guān)系；
圖4為羧基含量與撕裂指數(shù)的關(guān)系；
圖5為羧基含量與抗張指數(shù)的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:將玉米芯粉碎后過(guò)篩制得80目的玉米芯粉；用所述玉米芯粉25wt%的冰醋酸和25wt%的亞氯酸鈉配制成水溶液，玉米芯粉在75°C溫度下在所述水溶液中處理60分鐘；繼續(xù)加入用所述玉米芯粉25wt%的冰醋酸和25wt%的亞氯酸鈉,玉米芯粉在80°C溫度下繼續(xù)處理50分鐘；處理后得到的中間物冷卻、過(guò)濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入到60V%的乙醇中，制成5wt%的懸浮液；加入所述白色中間產(chǎn)物絕干量0.6重量份的NaOH和0.8重量份的氯乙酸鈉,其中所述氯乙酸鈉溶于其重量20倍95V%的乙醇中制成溶液后再加入，所述白色中間產(chǎn)物在60°C溫度下經(jīng)羧甲基化70分鐘，用75V%乙醇溶液洗滌，最后用95V%乙醇溶液洗滌，過(guò)濾干燥得到所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。經(jīng)測(cè)試，羧基含量為160.0mmoI/kg, C元素質(zhì)量百分含量為29.90%。
[0010]實(shí)施例2:將玉米芯粉碎后過(guò)篩制得80目的玉米芯粉；用所述玉米芯粉30wt%的冰醋酸和30wt%的亞氯酸鈉配制成水溶液，玉米芯粉在80°C溫度下在所述水溶液中處理50分鐘；繼續(xù)加入用所述玉米芯粉20wt%的冰醋酸和20wt%的亞氯酸鈉，玉米芯粉在75°C溫度下繼續(xù)處理70分鐘；處理后得到的中間物冷卻、過(guò)濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入到70V%乙醇中制成8wt%的懸浮液，加入所述白色中間產(chǎn)物絕干量0.8重量份的NaOH和1.0重量份的氯乙酸鈉,其中所述氯乙酸鈉溶于其重量30倍95V%的乙醇中制成溶液后再加入，所述白色中間產(chǎn)物在70°C溫度下，經(jīng)羧甲基化90分鐘，用75V%乙醇溶液洗滌，最后用95V%乙醇溶液洗滌，過(guò)濾干燥得到所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。經(jīng)測(cè)試，得到的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的羧基含量為192.3mmol/kg, C元素質(zhì)量百分含量為29.23%。
[0011]實(shí)施例3:將玉米芯粉碎后過(guò)篩制得80目的玉米芯粉；用所述玉米芯粉20wt%的冰醋酸和20wt%的亞氯酸鈉配制成水溶液，玉米芯粉在78°C溫度下在所述水溶液中處理60分鐘；繼續(xù)加入用所述玉米芯粉30wt%的冰醋酸和30wt%的亞氯酸鈉,玉米芯粉在77°C溫度下繼續(xù)處理60分鐘；處理后得到的中間物冷卻、過(guò)濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入到80V%乙醇中制成10wt%的懸浮液，加入所述白色中間產(chǎn)物絕干量1.0重量份的NaOH和1.2重量份的氯乙酸鈉,其中所述氯乙酸鈉溶于其重量45倍95V%的乙醇中制成溶液后再加入，所述白色中間產(chǎn)物在70°C溫度下經(jīng)羧甲基化110分鐘，用75V%乙醇溶液洗滌，最后用95V%乙醇溶液洗滌，過(guò)濾干燥得到所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。經(jīng)測(cè)試，得到紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的羧基含量為218.5mmol/kg, C元素質(zhì)量百分含量為29.02%。
[0012]實(shí)施例4:將玉米芯粉碎后過(guò)篩制得80目的玉米芯粉；用所述玉米芯粉22wt%的冰醋酸和22wt%的亞氯酸鈉配制成水溶液，玉米芯粉在78°C溫度下在所述水溶液中處理60分鐘；繼續(xù)加入用所述玉米芯粉28wt%的冰醋酸和28wt%的亞氯酸鈉,玉米芯粉在77V溫度下繼續(xù)處理60分鐘；處理后得到的中間物冷卻、過(guò)濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；到90%V%乙醇中制成12wt%的懸浮液，加入所述白色中間產(chǎn)物絕干量1.2重量份的NaOH和1.5重量份的氯乙酸鈉，所述氯乙酸鈉溶于其重量60倍95V%的乙醇中制成溶液后再加入，所述白色中間產(chǎn)物在80°C溫度下經(jīng)羧甲基化130分鐘，用75V%乙醇溶液洗滌兩次，最后用95V%乙醇溶液洗滌一次，過(guò)濾干燥得到所述紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。經(jīng)測(cè)試，得到紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的羧基含量為211.8mmol/kg, C元素質(zhì)量百分含量為29.16%。
[0013]將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40°SR，稀釋至2%。的濃度，加入絕干紙漿
0.5wt%的硫酸招,調(diào)節(jié)衆(zhòng)料的pH值至5,加入絕干紙衆(zhòng)lwt%實(shí)施例1~4制得的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，攪拌均勻后，按紙漿實(shí)驗(yàn)室紙頁(yè)的制備常規(guī)紙頁(yè)成型器法(QB/T3703-99)抄取定量60g/m2的紙頁(yè)。在105°C下熟化20min后,在恒溫恒濕條件下平衡水分24h,按紙和紙板抗張強(qiáng)度的測(cè)定恒速拉伸法(100mm/min) (GB/T 22898-2008)、紙和紙板撕裂度的測(cè)定(GB/T455-2002 )、紙耐破度的測(cè)定(GB/T 454-2002 )、紙和紙板耐折度的測(cè)定(GB/T 457-2008 )方法進(jìn)行測(cè)試。
[0014]對(duì)照例:為相同的楊木漿及試驗(yàn)條件，在不加入本發(fā)明提供的紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的情況下的試制紙張產(chǎn)品。
[0015]測(cè)試結(jié)果如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法，其特征在于，至少包括以下步驟: 1)玉米芯粉碎制得80目的玉米芯粉； 2)用所述玉米芯粉20wt%?30wt%的冰醋酸和20wt%?30wt%的亞氯酸鈉配制成水溶液，玉米芯粉在75?80°C溫度下在所述水溶液中處理50?70分鐘； 3)經(jīng)上步驟處理后，加入用所述玉米芯粉20wt%?30wt%的冰醋酸和20wt%?30wt%的亞氯酸鈉，在75?80°C溫度下繼續(xù)處理50?70分鐘； 4)經(jīng)上步驟處理后的中間物冷卻、過(guò)濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物； 5)將白色中間產(chǎn)物加入到60V%?90V%乙醇中制成5wt%?12wt%的懸浮液；加入白色中間產(chǎn)物絕干量0.6?1.2重量份的NaOH和0.8?1.5重量份的氯乙酸鈉，所述氯乙酸鈉溶于其重量20?60倍95V%的乙醇溶液中后再加入，在60?80°C溫度下，所述白色中間產(chǎn)物經(jīng)羧甲基化70?150分鐘； 6)經(jīng)過(guò)濾、用75V%?95V%乙醇溶液洗滌后，制得紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的玉米芯改性方法，其特征在于:步驟4中過(guò)濾得到的過(guò)濾液回用于步驟2中。
【文檔編號(hào)】D21H21/18GK103485238SQ201310449300
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】宋先亮, 賀維韜 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)