一种羧基化改性的纳米纤维素复配助留助滤体系的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种羧基化改性的纳米纤维素复配助留助滤体系。
【背景技术】
[0002]助留助滤剂是纸页成形过程的重要助剂，近些年来，随着造纸工业的发展，二次纤维的回用量和机械浆用量越来越大，纸机车速也越来越快，白水循环率越来越高，湿部系统的洁净程度随之下降，对细小纤维和其它助剂的留着及浆料的滤水性能造成了一定的负面影响，对提高湿部的留着与滤水性能提出了新的要求，越来越多的学者致力于造纸过程中助留助滤剂的研宄。
[0003]羧基化改性的纳米纤维素具有巨大的比表面积和负电性，其表面大量的羟基和羧基使其十分容易和其他物质发生吸附，因此对浆料中的正电性物质、细小纤维产生吸附絮聚。由于浆料中的纤维一般也带负电性，所以需要加入带正电荷的聚合物构成复配助留助滤体系。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决浆料中细小组分及填料的留着率低的问题，提供了一种羧基化改性的纳米纤维素复配助留助滤体系。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0006]1.一种羧基化改性的纳米纤维素助留助滤体系由羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚合物组成，其中，阳离子聚合物为阳离子淀粉或阳离子聚丙烯酰胺，所述体系中羧基化改性的纳米纤维素和阳离子淀粉的质量比为0.5?5: I ;羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚丙烯酰胺的质量比为2?10: I;
[0007]所述羧基化改性的纳米纤维素制备方法如下:
[0008]I)制备羧基化改性纤维素水分散液:按质量称取Ig微晶纤维素、0.1gTEMPO,1.25g NaClOjP 8ml质量分数为15%的NaClO溶液加入到体积为200ml的pH为6.8的磷酸钠缓冲溶液中，在60°C条件下搅拌反应24小时，加入无水乙醇终止反应，将溶液倒入锥形瓶中静置分层，倒掉上层清液，保留下层物，依次用体积浓度50%乙醇、水置换下层物，得到干净的、浓凝胶状的羧基化改性纤维素分散液；
[0009]2)制备羧基化改性的纳米纤维素分散液:取0.1g绝干步骤I的纤维素分散液，经高压均质机处理得到羧基化改性的纳米纤维素分散液，测定浓度，保存备用。
[0010]上述一种羧基化改性的纳米纤维素助留助滤体系中优选:先加入阳离子聚合物，再加入羧基化改性的纳米纤维素。
[0011]2.一种羧基化改性的纳米纤维素助留助滤体系由羧基化改性的纳米纤维素、阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺组成，其中，羧基化改性的纳米纤维素:阳离子淀粉:阳离子聚丙烯酰胺的质量比为4?20: I?5: I ；
[0012]所述羧基化改性的纳米纤维素制备方法如下:
[0013]I)制备羧基化改性纤维素水分散液:按质量称取Ig微晶纤维素、0.1gTEMPO,1.25g NaClOjP 8ml质量分数为15%的NaClO溶液加入到体积为200ml的pH为6.8的磷酸钠缓冲溶液中，在60°C条件下搅拌反应24小时，加入无水乙醇终止反应，将溶液倒入锥形瓶中静置分层，倒掉上层清液，保留下层物，依次用体积浓度50%乙醇、水置换下层物，得到干净的、浓凝胶状的羧基化改性纤维素分散液；
[0014]2)制备羧基化改性的纳米纤维素分散液:取0.1g绝干步骤I的纤维素分散液，经高压均质机处理得到羧基化改性的纳米纤维素分散液，测定浓度，保存备用。
[0015]上述一种羧基化改性的纳米纤维素助留助滤体系中优选:先加入阳离子聚丙烯酰胺，再加入阳离子淀粉，最后加入羧基化改性的纳米纤维素。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017]本发明中羧基化改性的纳米纤维素复配助留助滤体系对浆料抄造具有良好的助留助滤效果；作为复配体系的羧基化改性的纤维素和阳离子淀粉容易降解、具有环境友好性。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0019]实施例1
[0020]羧基化改性的纳米纤维素和阳离子淀粉组成的助留助滤体系的制备:
[0021]羧基化改性的纳米纤维素和阳离子淀粉组成的助留助滤体系由羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚合物组成，其中羧基化改性的纳米纤维素和阳离子淀粉的质量比为
0.5: I。
[0022]所述羧基化改性的纳米纤维素制备方法如下:
[0023]I)制备羧基化改性纤维素水分散液:按质量称取Ig微晶纤维素、0.1gTEMPO,
1.25g NaClOjP 8ml质量分数为15%的NaClO溶液加入到体积为200ml的pH为6.8的磷酸钠缓冲溶液中，在60°C条件下搅拌反应24小时，加入无水乙醇终止反应，将溶液倒入锥形瓶中静置分层，倒掉上层清液，保留下层物，依次用体积浓度50%乙醇、水置换下层物，得到干净的、浓凝胶状的羧基化改性纤维素分散液。
[0024]2)制备羧基化改性的纳米纤维素分散液:取0.1g绝干步骤I)的纤维素分散液，经高压均质机处理得到羧基化改性的纳米纤维素分散液，测定浓度，保存备用。
[0025]应用:
[0026]在浓度为0.3%的漂白蔗渣浆中加入20%碳酸钙及I %的阳离子淀粉，混合均匀后在750rpm转速下作用30s后将转速提高至1500rpm，加入0.5%羧基化改性的纳米纤维素，混合Imin后将纸料抄成纸张，干燥后纸料的留着率85%，且纸料的滤水速度快，成纸匀度好。以上用量均为相对绝干纸料的重量百分比。
[0027]实施例2
[0028]羧基化改性的纳米纤维素和阳离子淀粉组成的助留助滤体系的制备:
[0029]制备方法与实施例1相同，所不同的是羧基化改性的纳米纤维素和阳离子淀粉的质量比为5: I。
[0030]实施例3
[0031]羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚丙烯酰胺组成的助留助滤体系的制备:
[0032]制备方法与实施例1相同，所不同的是阳离子淀粉替代为阳离子聚丙烯酰胺，且羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚丙烯酰胺的质量比为2: I。
[0033]实施例4
[0034]羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚丙烯酰胺组成的助留助滤体系的制备:
[0035]制备方法与实施例1相同，所不同的是阳离子淀粉替代为阳离子聚丙烯酰胺，且羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚丙烯酰胺的质量比为10: I。
[0036]实施例5
[0037]羧基化改性的纳米纤维素、阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺组成的助留助滤体系的制备:
[0038]羧基化改性的纳米纤维素:阳离子淀粉:阳离子聚丙烯酰胺的质量比为4:1:1。
[0039]所述羧基化改性的纳米纤维素制备方法如下:
[0040]I)制备羧基化改性纤维素水分散液:按质量称取Ig微晶纤维素、0.1gTEMPO,1.25g NaClOjP 8ml质量分数为15%的NaClO溶液加入到体积为200ml的pH为6.8的磷酸钠缓冲溶液中，在60°C条件下搅拌反应24小时，加入无水乙醇终止反应，将溶液倒入锥形瓶中静置分层，倒掉上层清液，保留下层物，依次用体积浓度50%乙醇、水置换下层物，得到干净的、浓凝胶状的羧基化改性纤维素分散液。
[0041]2)制备羧基化改性的纳米纤维素分散液:取0.1g绝干步骤I)的纤维素分散液，经高压均质机处理得到羧基化改性的纳米纤维素分散液，测定浓度，保存备用。
[0042]应用:
[0043]在浓度为0.3%的漂白蔗渣浆中加入20%碳酸钙和0.5%的阳离子聚丙烯酰胺，5s后加入0.5%的阳离子淀粉，混合均勾后在750rpm转速下作用30s后将转速提高至1500rpm,加入2%羧基化改性的纳米纤维素，混合Imin后将纸料抄成纸张，干燥后纸料的留着率96%，且纸料的滤水速度快，成纸匀度好。以上用量均为相对绝干纸料的重量百分比。
[0044]实施例6
[0045]制备方法与实施例5相同，所不同的是羧基化改性的纳米纤维素:阳离子淀粉:阳离子聚丙烯酰胺的质量比为20:5:1。
[0046]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种羧基化改性的纳米纤维素助留助滤体系，其特征在于，该体系由羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚合物组成，其中阳离子聚合物为阳离子淀粉或阳离子聚丙烯酰胺，所述体系中羧基化改性的纳米纤维素和阳离子淀粉的质量比为0.5?5: I;羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚丙烯酰胺的质量比为2?10:1 ; 所述羧基化改性的纳米纤维素制备方法如下: 1)制备羧基化改性纤维素水分散液:按质量称取Ig微晶纤维素、0.1g TEMPO、1.25gNaClOjP 8ml质量分数为15%的NaClO溶液加入到体积为200ml的pH为6.8的磷酸钠缓冲溶液中，在60°C条件下搅拌反应24小时，加入无水乙醇终止反应，将溶液倒入锥形瓶中静置分层，倒掉上层清液，保留下层物，依次用体积浓度50%乙醇、水置换下层物，得到干净的、浓凝胶状的羧基化改性纤维素分散液； 2)制备羧基化改性的纳米纤维素分散液:取0.1g绝干步骤I)的纤维素分散液，经高压均质机处理得到羧基化改性的纳米纤维素分散液，测定浓度，保存备用。
2.根据权利要求1所述的一种羧基化改性的纳米纤维素助留助滤体系，其特征在于，所述体系中先加入阳离子聚合物，再加入羧基化改性的纳米纤维素。
3.—种羧基化改性的纳米纤维素助留助滤体系，其特征在于，该体系由羧基化改性的纳米纤维素、阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺组成，其中羧基化改性的纳米纤维素:阳离子淀粉:阳离子聚丙烯酰胺的质量比为4?20:1?5:1; 所述羧基化改性的纳米纤维素制备方法如下: 1)制备羧基化改性纤维素水分散液:按质量称取Ig微晶纤维素、0.1g TEMP0、1.25gNaClOjP 8ml质量分数为15%的NaClO溶液加入到体积为200ml的pH为6.8的磷酸钠缓冲溶液中，在60°C条件下搅拌反应24小时，加入无水乙醇终止反应，将溶液倒入锥形瓶中静置分层，倒掉上层清液，保留下层物，依次用体积浓度50%乙醇、水置换下层物，得到干净的、浓凝胶状的羧基化改性纤维素分散液； 2)制备羧基化改性的纳米纤维素分散液:取0.1g绝干步骤I)的纤维素分散液，经高压均质机处理得到羧基化改性的纳米纤维素分散液，测定浓度，保存备用。
4.根据权利要求3所述的一种羧基化改性的纳米纤维素助留助滤体系，其特征在于，所述体系中先加入阳离子聚丙烯酰胺，再加入阳离子淀粉，最后加入羧基化改性的纳米纤维素。
【专利摘要】本发明公开了一种羧基化改性的纳米纤维素复配助留助滤体系，该体系包括羧基化改性的纳米纤维素、阳离子聚合物，所述阳离子聚合物为阳离子淀粉或阳离子聚丙烯酰胺；所述体系中羧基化改性的纳米纤维素和阳离子淀粉的质量比为0.5～5∶1，羧基化改性的纳米纤维素和阳离子聚丙烯酰胺的质量比为2～10∶1；所述体系中，羧基化改性的纳米纤维素∶阳离子淀粉∶阳离子聚丙烯酰胺的质量比为4～20∶1～5∶1。本发明的有益效果是：本发明中羧基化改性的纳米纤维素复配助留助滤体系对浆料抄造具有良好的助留助滤效果；作为复配体系的羧基化改性的纤维素和阳离子淀粉容易降解、具有环境友好性。
【IPC分类】D21H17-55, D21H17-29, D21H17-25, D21H21-10
【公开号】CN104532673
【申请号】CN201410735147
【发明人】桑显葵, 刘新亮, 梁婞, 田华丽, 蔡佳琳, 黄琳娟
【申请人】广西大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月5日