专利名称：葡甘露聚糖制得的纸张增强剂及其生产和使用方法
技术领域：
本发明涉及纸张增强剂技术领域，具体地，涉及ー种利用葡甘露聚糖制备的纸张增强剂；本发明还涉及利用葡甘露聚糖制备纸张增强剂的生产方法及利用葡甘露聚糖制备的纸张增强剂的使用方法。
背景技术：
随着消费水平的不断提高，人们对纸张档次及质量的要求也越来越高，纸张强度的提高显得越来越重要。如何提高纸张的强度，满足人们对低定量、高档次纸张的需求迫在眉睫。纸张强度的提高可以通过打浆、提高长纤维的配比和使用增强剂来实现。通过打浆和提高长纤维配比来提高纸的強度存在较多缺点，如动カ消耗大、纤维滤水性低、纸张孔隙度減少、挺度下降、撕裂度变弱等。但使用增强剂来提高纸的強度则不存在上述问题。造纸 エ业中，造纸增强剂的使用一般采用内部加添和外部涂饰法。一般来说，成纸强度受浆料纤维本身強度和纤维之间或与涂层之间结合強度及面积的影响较大，而纸浆纤维的结合则是纸张产生強度的主要原因。纸张增强剂是ー类用以增进纤维间的结合，提高纸张干强度的化学品，一般加入量很小，但对纸张的增强效果很大，目前常用的增强剂有聚丙烯酰胺类、淀粉及衍生物类、壳聚糖类、乳液聚合物类、树脂胶等。近年来随着纸张需求量大幅度増加，大量使用废纸回收再生浆、草浆，其纤维强度的先天不足造成纸张强度下降。在这种情况下，开发新的纸张增强剂受到广泛的关注。
发明内容
一方面，本发明的目的在于提供了一种纸张增强剂，该增强剂用来提高纤维间的有效接触面积，以增强纸张的強度。为了实现上述目的，本发明提供的纸张增强剂，由葡甘露聚糖在碱性条件下，以TEMPO和NaBr为氧化介质，NaClO为氧化剂，经氧化而制得，所述纸张增强剂的氧元素含量为 51. 84% 54. 64%。另ー方面，为了得到前述纸张增强剂，本发明的目的还在于提供一种纸张增强剂的生产方法。能实现可再生植物多糖资源的综合利用。为了实现上述目的，本发明提供的纸张增强剂的生产方法，包括以下步骤
将葡甘露聚糖加入水中，制成Iwt % 5wt%的悬浮液，并调节所述悬浮液的温度为20 30°C ;在经前述步骤所得的悬浮液中，加入所述葡甘露聚糖0. 0025 0. 0070重量份的TEMP0、0. 32 0. 96重量份的NaBr和0. 25 0. 65重量份的NaCIO，用碱溶液调节pH值为10 11，氧化20 60分钟后，经分离干燥后制得所述纸张增强剂。所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢化化铵、氢氧化钡中的任ー种或ニ种以上水溶液。此外，本发明还提供一种纸张增强剂的使用方法在纸张抄造过程中，加入绝干纸衆Iwt % 4wt%的前述纸张增强剂。
进ー步地，所述纸张增强剂的使用方法，在纸张抄造过程中，还加入绝干纸浆0. 3wt% 0. 7wt%的硫酸铝、控制上网纸浆pH值为5 7。本发明中所述TEMPO为2，2，6，6-四甲基-1-哌啶氧基自由基。本发明带来的有益效果采用TEMPO+NaBr+NaCIO氧化体系，将葡甘露聚糖中羟基氧化成羧基，当所述纸张增强剂添加到纸浆中抄造时，可加强纸浆纤维之间的结合力，从而提高纸张的物理強度。以可再生植物エ业多糖为原料，实现可再生植物多糖资源的综合利用。
具体实施例方式实施例用来提供对本发明的进ー步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。 实施例1 :将葡甘露聚糖加入水中，制成Iwt %的悬浮液，并调节所述悬浮液的温度为30°C ;加入所述葡甘露聚糖0. 0070重量份的TEMP0、0. 96重量份的NaBr和0. 65重量份的NaCIO，用氢氧化钠水溶液调节pH值为11，所述葡甘露聚糖悬浮液经氧化20分钟后，加入こ醇终止反应，用HCl调节pH值到7，再加入こ醇，然后离心收集沉淀，室温下干燥，得到纸张增强剂。经测试，得到的纸张增强剂的氧元素含量为51. 84%。将杨木硫酸盐浆用水疏解后打浆到40° SR，稀释至2%。的浓度，在搅拌条件下加入绝干纸浆0. 3wt%的硫酸铝，调节浆料的PH值至7，加入绝干纸浆4wt%本实施例制得的纸张增强剂，搅拌均匀后，按国家标准法抄取定量60g/m2的纸页。在105°C下熟化20min后，在恒温恒湿条件下平衡水分24h，按国家标准测其強度。实施例2 :将所述葡甘露聚糖加入水中，制成4wt%的悬浮液，并调节所述悬浮液的温度为26°C ;加入所述葡甘露聚糖0. 0045重量份的TEMP0、0. 68重量份的NaBr和0. 45重量份的NaCIO，用氢氧化钾水溶液调节pH值为10. 6，所述葡甘露聚糖悬浮液经氧化30分钟后，加入こ醇终止反应，用HCl调节pH值到7，再加入こ醇，然后收集沉淀，室温下干燥，得到纸张增强剂。经测试，得到的纸张增强剂的氧元素含量为53. 12%。将杨木硫酸盐浆用水疏解后打浆到40° SR，稀释至2%。的浓度，在搅拌条件下加入绝干纸浆0. 5wt%的硫酸铝，调节浆料的PH值至6，加入绝干纸浆2wt%本实施例制得的纸张增强剂，搅拌均匀后，按国家标准法抄取定量60g/m2的纸页。在105°C下熟化20min后，在恒温恒湿条件下平衡水分24h，按国家标准测其強度。实施例3 :将所述葡甘露聚糖加入水中，制成3wt%的悬浮液，并调节所述悬浮液的温度为25 V ;加入所述葡甘露聚糖0. 0038重量份的TEMP0、0. 50重量份的NaBr和0. 35重量份的NaCIO，用氢氧化钡水溶液调节pH值为10. 5，所述葡甘露聚糖悬浮液经氧化40分钟后，加入こ醇终止反应，用HCl调节pH值到7，再加入こ醇，然后收集沉淀，室温下干燥，制得纸张增强剂。经测试，得到的纸张增强剂的氧元素含量为54. 65%。将杨木硫酸盐浆用水疏解后打浆到40° SR，稀释至2%。的浓度，在搅拌条件下加入绝干纸浆0. 5wt%的硫酸铝，调节浆料的PH值至5，加入绝干纸浆Iwt %本实施例制得的纸张增强剂，搅拌均匀后，按国家标准法抄取定量60g/m2的纸页。在105°C下熟化20min后，在恒温恒湿条件下平衡水分24h，按国家标准测其強度。实施例4 :将所述葡甘露聚糖加入水中，制成5wt%的悬浮液，并调节所述悬浮液的温度为20°C ;加入所述葡甘露聚糖0. 0025重量份的TEMP0、0. 36重量份的NaBr和0. 25重量份的NaCIO，用氢氧化铵水溶液调节pH值为10，所述葡甘露聚糖悬浮液经氧化60分钟后，加入こ醇终止反应，用HCl调节pH值到7，再加入こ醇，然后离心收集沉淀，室温下干燥，得到所述纸张增强剂。经测试，得到的纸张增强剂的氧元素含量为53. 75%。将杨木硫酸盐浆用水疏解后打浆到40° SR，稀释至2%。的浓度，在搅拌条件下加入绝干纸浆0. 7wt %的硫酸铝，调节浆料的PH值至5. 5，加入绝干纸浆0. 5wt%本实施例制得的纸张增强剂，搅拌均匀后，按国家标准法抄取定量60g/m2的纸页。在105°C下熟化20min后，在恒温恒湿条件下平衡水分24h，按国家标准测其強度。对照例将杨木硫酸盐浆用水疏解后打浆到40° SR，稀释至2%。的浓度，在搅拌条件下加入绝干纸浆0. 5wt%的硫酸铝，调节浆料的pH值至5，搅拌均匀后，按国家标准法抄取定量60g/m2的纸页。在105°C下熟化20min后,在恒温恒湿条件下平衡水分24h,按国家标准测其強度。各实施例和对照例得到的纸张产品，经测试性能如下
权利要求
1.一种纸张增强剂，其特征在于由葡甘露聚糖在碱性条件下，以TEMPO和NaBr为氧化介质，NaClO为氧化剂，经氧化而制得，所述纸张增强剂的氧元素含量为51. 84% 54. 64%。
2.一种制备权利要求1所述纸张增强剂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤 将葡甘露聚糖加入水中，制成Iwt % 5wt%的悬浮液，并调节所述悬浮液的温度为20 30°C ;在经前述步骤所得的悬浮液中，加入所述葡甘露聚糖O. 0025 O. 0070重量份的ΤΕΜΡ0、0. 32 O. 96重量份的NaBr和O. 25 O. 65重量份的NaCIO，用碱溶液调节pH值为10 11，氧化20 60分钟后，经分离干燥后制得所述纸张增强剂。
3.—种权利要求1所述纸张增强剂的使用方法，其特征在于在纸张抄造过程中，加入绝干纸衆Iwt % 4wt %的所述纸张增强剂。
4.一种权利要求3所述纸张增强剂的使用方法，其特征在于在纸张抄造过程中，还加入绝干纸浆O. 3wt% O. 7 丨％的硫酸铝、控制上网纸浆的pH值为5 7。
全文摘要
葡甘露聚糖制得的纸张增强剂及其生产和使用方法。由葡甘露聚糖在碱性条件下，以TEMPO和NaBr为氧化介质，NaClO为氧化剂，经氧化而制得，所述纸张增强剂的氧元素含量为51.84％～54.64％；在纸张抄造过程中，加入绝干纸浆1wt％～4wt％的纸张增强剂，加入绝干纸浆0.3wt％～0.7wt％的硫酸铝、控制上网纸浆的pH值为5～7。本发明提供的技术方案，以可再生植物工业多糖为原料，实现可再生植物多糖资源的综合利用。
文档编号C08B37/02GK103015264SQ201310004960
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者宋先亮, 代晴晴 申请人:北京林业大学