一种高强度绿色环保纸及其制备方法与应用与流程

文档序号:13683052

本发明属于特种纸制备技术领域,具体涉及一种高强度绿色环保纸及其制备方法与应用。



背景技术:

聚乳酸(PLA)纤维是一种常用的可降解材料,它具有良好生物相容性、光泽度、透明性和热稳定性等特性,它的应用越来越广泛。如果采用传统的造纸方法,直接利用PLA纤维生产高强度材料,具有较大的成本优势。但是由于PLA纤维间并不能像植物纤维那样形成氢键结合,PLA纤维间结合力不能满足纸张抄造要求,所以只用PLA纤维抄纸是不行的。植物纤维是自然界最丰富的可再生环保材料且价格便宜,也具备非常优良的生物降解性。若选择性能优越的竹纤维与PLA纤维混合,能显著提高纸张的强度。但由于PLA纤维表面光滑,且是疏水的高分子聚合物,影响了它与亲水性竹纤维的生物相容性。因此,如何使PLA纤维与竹纤维更好的结合,显得特别的重要。



技术实现要素:

为解决现有技术的缺点和不足之处,本发明的首要目的在于提供一种高强度绿色环保纸的制备方法,改善PLA纤维和竹纤维间的界面结合力,增强PLA纤维和竹纤维制备的纸张的强度。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制得的高强度绿色环保纸。

本发明的再一目的在于提供上述高强度绿色环保纸的应用

为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:

一种高强度绿色环保纸的制备方法,包括以下步骤:

(1)对浆浓为10%的竹浆原料进行打浆,得到打浆度为30~50°SR的竹浆;

(2)将步骤(1)中的竹浆加入阳离子瓜尔胶溶液中,在25~35℃条件下,保温20~30min,取出竹浆,水洗后得到预处理后的竹浆;

(3)将PLA纤维和预处理后的竹浆按3:7的绝干质量比进行抄造,即可得到高强度绿色环保纸。

优选的,步骤(2)所述阳离子瓜尔胶溶液的浓度为0.5wt%~1.5wt%,竹浆的绝干质量为阳离子瓜尔胶溶液的6wt%~10wt%。

优选的,步骤(3)中按照80g/m2~120g/m2的定量进行抄造。

一种高强度绿色环保纸的制备方法,包括以下步骤:

(a)对浆浓为10%的竹浆原料进行打浆,得到打浆度为30~50°SR的竹浆;

(b)将PLA纤维加入阳离子瓜尔胶溶液中,在25~35℃条件下,保温20~30min,取出PLA纤维,水洗后得到预处理后的PLA纤维;

(c)将步骤(a)中得到的竹浆和预处理后的PLA纤维按7:3的绝干质量比进行抄造,即可得到高强度绿色环保纸。

优选的,步骤(b)所述阳离子瓜尔胶溶液的浓度为0.5wt%~1.5wt%,PLA纤维的绝干质量为阳离子瓜尔胶溶液的6wt%~10wt%。

优选的,步骤(c)中按照80g/m2~120g/m2的定量进行抄造。

一种高强度绿色环保纸,可以通过上述高强度绿色环保纸的制备方法得到。

上述高强度绿色环保纸在生活用纸和包装纸领域的应用。

与现有技术相比,本发明具有以下优点及有益效果:

本发明采用瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵(阳离子瓜尔胶)为竹纤维和PLA纤维的预处理溶剂,其在安全性、稳定性、成膜性、环保性等方面具有很大的优点。

瓜尔胶分子本身含有大量的羟基,同时,具有一定的黏结作用,可以增加纤维表面的羟基数,赋予PLA纤维亲水性能,这样有利于PLA纤维与竹纤维间的结合;而竹纤维表面也含有大量羟基,瓜尔胶可以适当的降低竹纤维表面的化学极性,同样有利于竹纤维与PLA纤维的界面结合。但是,如果将瓜尔胶直接添加在纤维溶液中,疏解过程会产生大量的泡沫,在纸张成形过程中造成纤维分布不均;如果在纤维疏解后添加瓜尔胶,难以使纤维和瓜尔胶高效地结合,瓜尔胶也会随着成纸网流失一部分,浪费了材料。

而本发明通过瓜尔胶预处理竹纤维、PLA纤维,既避免了上述问题,又可以改善植物纤维和合成纤维间的结合性能,显著提高复合纸张的强度,解决了两种纤维之间因材料亲水、疏水极性不同而造成的不能结合的问题。同时,PLA纤维、竹纤维与阳离子瓜尔胶均为在自然条件下可完全生物降解的绿色环保材料,由其制备的纸张不仅满足人们对纸张高物理性能的要求,也符合国家对产品绿色可持续发展的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。本发明制备方法中各起始原料可从市场购得或按照现有技术方法制备获得。

实施例1

一种高强度绿色环保纸的制备方法,包括以下步骤:

(1)将300g浆浓为10%的竹浆原料置于PFI磨中打浆,得到打浆度为30°SR的竹浆;

(2)称取一定量步骤(1)中得到的竹浆加入浓度为0.5wt%的阳离子瓜尔胶溶液中,竹浆的绝干质量为阳离子瓜尔胶溶液质量的6wt%,在25℃条件下,保温20min后,取出竹浆,用3000ml的蒸馏水水洗3次,即得到实验中使用的预处理后的竹浆;

(3)将步骤(2)中的预处理后的竹浆和未经阳离子瓜尔胶溶液处理的PLA纤维以7:3的绝干质量比在造纸机上按照80g/m2的定量进行抄造,即可得到高强度绿色环保纸。

实施例2

一种高强度绿色环保纸的制备方法,包括以下步骤:

(1)将300g浆浓为10%的竹浆原料置于PFI磨中打浆,得到打浆度为40°SR的竹浆;

(2)称取一定量步骤(1)中得到的竹浆加入浓度为1wt%的阳离子瓜尔胶溶液中,竹浆的绝干质量为阳离子瓜尔胶溶液质量的8wt%,在30℃条件下,保温25min后,取出竹浆,用3000ml的蒸馏水水洗3次,即得到实验中使用的预处理后的竹浆;

(3)将步骤(2)中的预处理后的竹浆和未经阳离子瓜尔胶溶液处理的PLA纤维以7:3的绝干质量比在造纸机上按照100g/m2的定量进行抄造,即可得到高强度绿色环保纸。

实施例3

一种高强度绿色环保纸的制备方法,包括以下步骤:

(1)将300g浆浓为10%的竹浆原料置于PFI磨中打浆,得到打浆度为50°SR的竹浆;

(2)称取一定量步骤(1)中得到的竹浆加入浓度为1.5wt%的阳离子瓜尔胶溶液中,竹浆的绝干质量为阳离子瓜尔胶溶液质量的10wt%,在35℃条件下,保温30min后,取出竹浆,用3000ml的蒸馏水水洗3次,即得到实验中使用的预处理后的竹浆;

(3)将步骤(2)中的预处理后的竹浆和未经阳离子瓜尔胶溶液处理的PLA纤维以7:3的绝干质量比,在造纸机上按照120g/m2的定量进行抄造,即可得到高强度绿色环保纸。

实施例4

一种高强度绿色环保纸的制备方法,包括以下步骤:

(1)将300g浆浓为10%的竹浆原料置于PFI磨中打浆,得到打浆度为30°SR的竹浆;

(2)称取一定量的PLA纤维加入浓度为0.5wt%的阳离子瓜尔胶溶液中,PLA纤维的绝干质量为阳离子瓜尔胶溶液质量的6wt%,在25℃条件下,保温20min后,取出PLA纤维,用3000ml的蒸馏水水洗3次,即得到实验中使用的预处理后的PLA纤维;

(3)将步骤(1)中得到的竹浆和步骤(2)中的预处理后的PLA纤维以7:3的绝干质量比在造纸机上按照80g/m2的定量进行抄造,即可得到高强度绿色环保纸。

实施例5

一种高强度绿色环保纸的制备方法,包括以下步骤:

(1)将300g浆浓为10%的竹浆原料置于PFI磨中打浆,得到打浆度为40°SR的竹浆;

(2)称取一定量的PLA纤维加入浓度为1wt%的阳离子瓜尔胶溶液中,PLA纤维的绝干质量为阳离子瓜尔胶溶液质量的8wt%,在30℃条件下,保温25min后,取出PLA纤维,分别用3000ml的蒸馏水分别水洗3次,即得到实验中使用的预处理后的PLA纤维;

(3)将步骤(1)中得到的竹浆和步骤(2)中的预处理后的PLA纤维以7:3的绝干质量比,在造纸机上按照100g/m2的定量进行抄造,即可得到高强度绿色环保纸。

实施例6

一种高强度绿色环保纸的制备方法,包括以下步骤:

(1)将300g浆浓为10%的竹浆原料置于PFI磨中打浆,得到打浆度为50°SR的竹浆;

(2)称取一定量的PLA纤维加入浓度为1.5wt%的阳离子瓜尔胶溶液中,PLA纤维的绝干质量为阳离子瓜尔胶溶液质量的10wt%,在35℃条件下,保温30min后,取出PLA纤维,用3000ml的蒸馏水水洗3次,即得到实验中使用的预处理后的PLA纤维;

(3)将步骤(1)中得到的竹浆和步骤(2)中的预处理后的PLA纤维以7:3的绝干质量比,在造纸机上按照120g/m2的定量进行抄造,即可得到高强度绿色环保纸。

将上述实施例1-6中所制得的高强度绿色环保纸在国家标准恒温恒湿实验室内平衡水分24h,用抗张强度仪、撕裂度仪等测试仪器检测纸张各项指标,结果如表1所示。

表1纸张性能检测

注:纸张1#为复合纸是由未经打浆机打浆且未经瓜尔胶预处理的竹浆和PLA纤维按7:3的绝干质量比,抄制的定量为100g/m2的复合纸;

纸张2#是由未经打浆机打浆且未经瓜尔胶预处理的竹浆,抄制的定量为100g/m2的纸张;

纸张3#是由未经打浆机打浆且未经瓜尔胶预处理的PLA纤维,抄制的定量为100g/m2的纸张。

从表1本发明的实施例可以看出,选择合适浓度的阳离子瓜尔胶溶液以及恰当的纸张抄造方案,可以显著提高纸张的抗张强度和撕裂度值。

上述实施例是为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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