一种以废报纸或废静电复印纸为原料制备纳米纤维素造纸助剂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制浆造纸领域，具体涉及是一种以废报纸或废静电复印纸为原料制备 纳米纤维素造纸助剂的方法。
【背景技术】
[0002] 现今全世界范围内都面临着严峻的环境问题和资源的持续利用问题，利用废弃物 制备新材料及对其再加工和循环利用日益受到重视。纸再生利用具有投资省、能耗低、节约 原料、降低化学药品的消耗、保护森林资源等优点，因此，废纸回用日益受到造纸工业的重 视。据中国造纸协会预测2011-2020年我国纸品废弃量将达53598万吨，而用于再生资源 造纸的国废回收率仅为43. 8%，废纸的回收利用存在巨大潜力。随着社会的进步和人民生 活质量的提高，对各种具有特殊功能的纸张品种及用量的要求越来越大，现代化的工业技 术和生活方式对纸张的性能提出了许多新的要求，而这些要求几乎都要通过添加各种功能 的造纸助剂来实现。我国造纸助剂的开发起步较晚，虽然近年来我国造纸工业持续高速发 展，但是总体情况是数量少、品种不多，并不能满足造纸行业技术进步和产品更新换代的要 求。由于造纸助剂品种单一、产品质量不稳定使得制得的纸张的性能不能满足市场需求的 问题日益突出。目前，环保绿色、并且能够有效的提高纸张性能的造纸助剂的开发日益受到 人们的关注。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种以废报纸或废静电复印纸为原料制备纳米纤维素造纸 助剂的法，不仅能够解决由于目前造纸助剂品种单一、质量不稳定造成制得的纸张性能不 尽人意的问题，而且能够更好的利用废纸，提高废纸的利用价值和经济效益。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] -种以废报纸为原料制备纳米纤维素造纸助剂的方法，其特征在于，以废报纸为 原料，经过脱墨、酸水解制得，具体步骤如下：
[0006] A、脱墨
[0007] 将废纸碎片放入70-80°C的热水中调成质量分数5-8 %的纸浆浓度，然后加入占 废纸碎片质量4-6%的NaOH、10-12%的H202、8-10%的Na2Si0 3;充分混合后进行疏解处理； 再将疏解所得的浆料在70-80°C条件下恒温反应50-60min ;将反应后的浆料洗至中性，备 用。
[0008] B、酸水解
[0009] 将步骤A脱墨处理后的浆料在-2-0°C的冰浴下，与质量浓度55-65 %的浓硫酸按 1:8的质量比进行混合，所述浓硫酸是按l-2ml/s的速度缓慢地滴加入浆料之中，冰浴搅拌 5-10min，然后在40-50°C热水浴搅拌水解50-60min，水解后离心，收集沉淀，并将沉淀洗涤 至中性，最后经超声处理得纳米纤维素悬浮液；所述纳米纤维素悬浮液经浓缩、干燥即得纳 米纤维素。
[0010] 作为优选，所述脱墨步骤中，浆料浓度为5%，NaOH用量为5%、H20 2用量为10%、 Na2Si03用量为10%，反应温度为80°C，反应时间为60min。
[0011] 作为优选，所述脱墨步骤中疏解机的转速为1500r/min，疏解时间为45min。
[0012] 作为优选，所述酸水解步骤中，浓硫酸的浓度为61%，冰浴搅拌时间为lOmin，热 水浴温度为40°C，热水解时间为60min。
[0013] 本发明同时请求保护一种以废静电复印纸为原料制备纳米纤维素造纸助剂的方 法，其特征在于，以废静电复印纸为原料，经过脱墨、酸水解制得，具体步骤如下：
[0014] A、脱墨
[0015] (1)将废静电复印纸粉粹后，于常温水中浸泡20-24h，浸泡后加水将纸浆浓度调 至 12-15% ;
[0016] (2)将步骤⑴的纸浆进行打衆、疏解，疏解完成后所得浆料待用；
[0017] (3)向步骤⑵的浆料中加入占废静电复印纸质量1-2%的NaOH、2_4%的 Na2Si03、0. 5-L 5% 的 Η202、0· 4-0. 6% 的 EDTA，调整浆浓为 2-4%，然后在 60-70°C 的恒温水 浴搅拌反应50-60min ;
[0018] (4)将步骤（3)反应后纸浆倒入洗浆袋中洗涤至中性，待用；
[0019] B、酸水解
[0020] 将步骤A脱墨处理后的浆料在-2-0°C的冰浴下，与质量浓度55-65 %的浓硫酸按 1:8的质量比进行混合，所述浓硫酸是按l-2ml/s的速度缓慢地滴加入浆料之中，冰浴搅拌 5-10min，然后在40-50°C热水浴搅拌水解50-60min，水解后离心，收集沉淀，并将沉淀洗涤 至中性，最后经超声处理得纳米纤维素悬浮液，所述纳米纤维素悬浮液经浓缩、干燥即得纳 米纤维素。
[0021] 作为优选，所述脱墨的步骤（3)中纸浆浓度为2. 5%，NaOH的用量为1 %，Na2Si03的用量为3%、H202的用量为1%、EDTA的用量为0.4%，恒温水浴温度为70°C，反应时间 60min〇
[0022] 作为优选，所述酸水解步骤中，浓硫酸的浓度为60 %，冰浴搅拌时间为lOmin，热 水浴温度为40°C，热水解时间为60min。
[0023] 本发明还请求保护一种造纸方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0024] (1)以火柴棒大小的国产桉木为原料，将其加入蒸煮罐中，以绝干材100g为计，向 蒸煮罐中加入150g/L的NaOH 102. 7ml，70g/L的Na2S 82. 7ml，加水调至液比为1 : 4-5， 混合均匀后，开始加热，当温度上升到118-122Γ时，打开放气阀，放气4-5min，然后关闭放 气阀继续加热至140-145°C并保温50-60min，最后升温至155-160°C并保温1. 5-2h ;
[0025] (2)将蒸煮罐中的浆料取出用水洗至中性，并将浆浓调为8-10%，待进一步漂白；
[0026] (3)将步骤⑵的浆料放在压力反应釜中，加入占国产桉木原料质量0.5-1%的 硫酸镁、3-4 %的NaOH，在0. 6-0. 8MPa的氧气条件保护下，将反应釜升温至80-85°C并保温 80-90min，将反应后的浆料经打浆、疏解后所得纸浆待用；
[0027] (4)取步骤（3)制备的纸浆用搅拌机不断搅拌的同时向疏解后的浆料中加入占国 产桉木原料质量3-5%纳米纤维素，疏解机疏解10min，结束后用PK-3A抄片器抄成定量为 60g/m2的纸页，并于9〇-98°C下真空干燥8-9min，即得干燥的纸页。
[0028] 与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
[0029] 1)本发明提供一种在造纸纸浆中添加纳米纤维素作为助剂制备的性能优异的纸 张，其主要性能为：抗张指数在82-95N · m · g 1之间，撕裂指数在21-24mN · m 2 · g 1之间，耐 折度为35-40次。
[0030] 2)本发明纳米纤维素是一种天然无污染的有机材料，用其作为造纸助剂，能够减 少纸张的制备和使用带来的污染，是一种绿色环保的造纸助剂。
[0031] 3)本发明制备纳米纤维素所用的原料为废纸，不仅使得废纸可以再次利用，而且 有效的提高其利用价值和经济效益，为废报纸的利用提供了一种积极的制备方法。
【附图说明】
[0032] 图1是废报纸在脱墨前扫描电镜下的效果图。
[0033] 图2是废报纸在脱墨后扫描电镜下的效果图。
[0034] 图3是纳米纤维素原子力显微镜图1。
[0035] 图4是纳米纤维素原子力显微镜图2。
[0036] 图5是脱墨前的废静电复印纸扫描电镜图。
[0037] 图6是脱墨后的废静电复印纸扫描电镜图。
[0038] 图7是X衍射分析图。
[0039] 图7中，J :是废静电复印纸JT :脱墨后的废静电复印纸。
[0040] 图8是红外光谱图。
[0041] 图8中，J :废静电复印纸JT :脱墨后的废静电复印纸X :纯纤维素。
[0042] 图9是原子力显微镜扫描图。
【具体实施方式】
[0043] 下面通过具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
[0044] 实施例1
[0045] 一种以废报纸为原料制备纳米纤维素造纸助剂的方法，以废报纸为原料，经过脱 墨、酸水解制得，具体步骤如下：
[0046] A、脱墨
[0047] 1)实验原理：将粘附在纤维表面的油墨粒子通过化学药品、机械外力和加热等作 用是其与纤维分离，并从纸浆分离出去的过程。
[0048] 2)仪器设备：疏解机、恒温水浴锅、分析天平、玻璃棒
[0049] 3)化学药品：NaOH、N