本發(fā)明屬于造紙技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種竹漿紙的制備方法,尤其涉及一種高強度吸水竹漿紙的制備方法。
背景技術(shù):
制漿造紙的原料有木材纖維原料、非木材纖維原料、廢紙和非植物纖維原料這四類。竹子屬于其中的非木材纖維原料。目前我國制漿造紙工業(yè)所用的主流原料還是木材,但鑒于我國總是處于木材緊缺的狀態(tài),又因為竹材具有種種優(yōu)越性,因此竹纖維造紙具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
在竹漿中加入吸水劑可以提高竹漿紙的吸水性能,但吸水劑的加入通常會影響竹漿紙的強度,且現(xiàn)有的吸水劑吸水速度和吸水率有待進一步提高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種高強度吸水竹漿紙的制備方法,在竹漿中加入改性淀粉制得的吸水劑,所制得竹漿紙勻度較高,吸水率和吸水速度高,且能提高竹漿紙強度。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
高強度吸水竹漿紙的制備方法,包括如下步驟:
(1)制漿:將竹纖維漿料于40-50℃下碎漿,經(jīng)疏解機去除粗纖維,得到粒度≤1mm的纖維束,向漿料中加入堿調(diào)節(jié)PH至7.0-7.5,加入吸水劑,再采用盤磨機混合打漿制得均勻漿料;
(2)成紙:將步驟(1)所得均勻漿料經(jīng)沖漿、上網(wǎng)抄造、壓榨、干燥、壓光、卷取、分切和打包制得所需高強度吸水竹漿紙;
所述吸水劑的制備方法包括如下步驟:
(a)將玉米淀粉加入水中,并于65-80℃糊化30-50分鐘后,向反應(yīng)容器中繼續(xù)加入20wt%丙烯酸-水溶液和引發(fā)劑,保溫反應(yīng)2-4小時后,加入三元胺,繼續(xù)反應(yīng)0.5-1小時后,冷卻至室溫,得含丙烯酸接枝改性淀粉的溶液A;引發(fā)劑引發(fā)淀粉產(chǎn)生淀粉自由基,并與丙烯酸自由基發(fā)生聚合反應(yīng),制得丙烯酸接枝改性淀粉,再加入三元胺,可與丙烯酸的羧基發(fā)生縮合反應(yīng),從而形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增加吸水劑的強度和保水性。
(b)向步驟(a)所得溶液A中加入β-環(huán)糊精水溶液,于800-1000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下攪拌20-30分鐘后,將凝膠冷凍干燥,粉碎,過篩得所需高強度高吸水率吸水劑。β-環(huán)糊精能包覆在淀粉接枝物的表面,形成一定的核殼結(jié)構(gòu),從而進一步提高吸水劑的保水性。β-環(huán)糊精包覆過程中的攪拌速度和時間也是影響包覆均勻度和分子鏈長度的重要因素,攪拌速度過慢,攪拌時間過短,則包覆均勻度差,吸水劑分散不均勻,易團聚;攪拌速度過快,攪拌時間過長,則易導(dǎo)致聚合物分子鏈斷裂,吸水劑強度降低。
作為優(yōu)選,步驟(1)中所述堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鈉或碳酸鈉中的至少一種。
作為優(yōu)選,步驟(a)中所述三元胺為二乙烯三胺或三(2-氨乙基)胺,需選擇水溶性三元胺。
作為優(yōu)選,步驟(a)中所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。
作為優(yōu)選,步驟(a)中所述玉米淀粉和水的質(zhì)量比為1:10-15。
作為優(yōu)選,步驟(a)中所述玉米淀粉、丙烯酸-水溶液、引發(fā)劑和三元胺的質(zhì)量比為1:1.25-2.5:0.03-0.05:0.1-0.3。
作為優(yōu)選,步驟(b)中所述β-環(huán)糊精水溶液的質(zhì)量濃度為15-20%。
作為優(yōu)選,步驟(b)中所述溶液A和β-環(huán)糊精水溶液的質(zhì)量比為1:3-5。
本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明在竹漿中加入改性淀粉制得的吸水劑,與竹漿具有良好的相容性,所制得竹漿紙的勻度較高,吸水率高,吸水速度快,同時能提高竹漿紙強度。
2、本發(fā)明在制備吸水劑過程中,加入三元胺交聯(lián)劑,使得吸水劑形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),吸水率更高,保水性更好,最后采用β-環(huán)糊精包埋丙烯酸接枝改性淀粉,從而進一步提高吸水劑的保水性。
具體實施方式
下面通過具體實施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。
實施例1
(1)將10g玉米淀粉加入100g水中,并于70℃糊化40分鐘后,向反應(yīng)容器中繼續(xù)加入20g 20wt%丙烯酸-水溶液和0.3g過硫酸鉀,保溫反應(yīng)3小時后,加入2g二乙烯三胺,繼續(xù)反應(yīng)1小時后,冷卻至室溫,得含丙烯酸接枝改性淀粉的溶液A;
(2)取50g溶液A加入三口瓶中,再加入200g 15wt%β-環(huán)糊精水溶液,于800轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下攪拌30分鐘后,將凝膠取出經(jīng)冷凍干燥,粉碎,過篩得7.8g吸水劑;
(3)將100g竹纖維漿料于40℃下碎漿,經(jīng)疏解機去除粗纖維,得到粒度≤1mm的纖維束,向漿料中加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至7.0,加入3g吸水劑,再采用盤磨機混合打漿制得均勻漿料;
(4)將步驟(3)所得均勻漿料經(jīng)沖漿、上網(wǎng)抄造、壓榨、干燥、壓光、卷取、分切和打包制得所需高強度吸水竹漿紙。
實施例2
(1)將10g玉米淀粉加入120g水中,并于65℃糊化50分鐘后,向反應(yīng)容器中繼續(xù)加入12.5g 20wt%丙烯酸-水溶液和0.1g過硫酸鉀,保溫反應(yīng)2小時后,加入1g二乙烯三胺,繼續(xù)反應(yīng)0.5小時后,冷卻至室溫,得含丙烯酸接枝改性淀粉的溶液A;
(2)取50g溶液A加入三口瓶中,再加入150g 20wt%β-環(huán)糊精水溶液,于900轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下攪拌25分鐘后,將凝膠取出經(jīng)冷凍干燥,粉碎,過篩得8.2g吸水劑;
(3)將100g竹纖維漿料于45℃下碎漿,經(jīng)疏解機去除粗纖維,得到粒度≤1mm的纖維束,向漿料中加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至7.5,加入5g吸水劑,再采用盤磨機混合打漿制得均勻漿料;
(4)將步驟(3)所得均勻漿料經(jīng)沖漿、上網(wǎng)抄造、壓榨、干燥、壓光、卷取、分切和打包制得所需高強度吸水竹漿紙。
實施例3
(1)將10g玉米淀粉加入150g水中,并于80℃糊化30分鐘后,向反應(yīng)容器中繼續(xù)加入25g 20wt%丙烯酸-水溶液和0.2g過硫酸銨,保溫反應(yīng)4小時后,加入3g三(2-氨乙基)胺,繼續(xù)反應(yīng)0.8小時后,冷卻至室溫,得含丙烯酸接枝改性淀粉的溶液A;
(2)取50g溶液A加入三口瓶中,再加入250g 18wt%β-環(huán)糊精水溶液,于1000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下攪拌20分鐘后,將凝膠取出經(jīng)冷凍干燥,粉碎,過篩得7.5g吸水劑;
(3)將100g竹纖維漿料于50℃下碎漿,經(jīng)疏解機去除粗纖維,得到粒度≤1mm的纖維束,向漿料中加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至7.2,加入4g吸水劑,再采用盤磨機混合打漿制得均勻漿料;
(4)將步驟(3)所得均勻漿料經(jīng)沖漿、上網(wǎng)抄造、壓榨、干燥、壓光、卷取、分切和打包制得所需高強度吸水竹漿紙。
比較例1
(1)將10g玉米淀粉加入100g水中,并于70℃糊化40分鐘后,向反應(yīng)容器中繼續(xù)加入20g 20wt%丙烯酸-水溶液和0.3g過硫酸鉀,保溫反應(yīng)4小時后,冷卻至室溫,得含丙烯酸接枝改性淀粉的溶液A;
(2)取50g溶液A加入三口瓶中,再加入200g 15wt%β-環(huán)糊精水溶液,于800轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下攪拌30分鐘后,將凝膠取出經(jīng)冷凍干燥,粉碎,過篩得7.4g吸水劑;
(3)將100g竹纖維漿料于40℃下碎漿,經(jīng)疏解機去除粗纖維,得到粒度≤1mm的纖維束,向漿料中加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至7.0,加入3g吸水劑,再采用盤磨機混合打漿制得均勻漿料;
(4)將步驟(3)所得均勻漿料經(jīng)沖漿、上網(wǎng)抄造、壓榨、干燥、壓光、卷取、分切和打包制得所需高強度吸水竹漿紙。
比較例2
(1)將10g玉米淀粉加入100g水中,并于70℃糊化40分鐘后,向反應(yīng)容器中繼續(xù)加入20g 20wt%丙烯酸-水溶液和0.3g過硫酸鉀,保溫反應(yīng)3小時后,加入2g二乙烯三胺,繼續(xù)反應(yīng)1小時后,冷卻至室溫,得含丙烯酸接枝改性淀粉的溶液A,將溶液A過濾,冷凍干燥,粉碎,過篩得7.2g吸水劑;
(2)將100g竹纖維漿料于40℃下碎漿,經(jīng)疏解機去除粗纖維,得到粒度≤1mm的纖維束,向漿料中加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至7.0,加入3g吸水劑,再采用盤磨機混合打漿制得均勻漿料;
(3)將步驟(2)所得均勻漿料經(jīng)沖漿、上網(wǎng)抄造、壓榨、干燥、壓光、卷取、分切和打包制得所需高強度吸水竹漿紙。
實施例1-3和比較例1-2所得竹漿紙的性能測定結(jié)果見表1:
表1:
通過表1可以看出,三元胺交聯(lián)劑和β-環(huán)糊精的加入能提高竹漿紙的吸水率和抗撕裂強度。
以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制,在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。