[发明专利]一种利用玉米淀粉增强纸张强度的加工工艺

说明书

本发明公开了一种利用玉米淀粉增强纸张强度的加工工艺，涉及纸张制备技术领域，具体工艺如下：1）将玉米淀粉进行处理获得细化玉米淀粉颗粒；2）制备羧甲基淀粉钠/玉米淀粉复合物；3）将羧甲基淀粉钠/玉米淀粉复合物预热后进行微波处理，经抄造制得半成品纸张；4）对半成品纸张进行加压处理和脉冲电场处理，即可获得所需的高强度纸张。本发明提供的加工工艺，通过提高纸张承受外界载荷的能力，以及使得纸张的纤维结构更加规则、致密，从而实现纸张强度的显著提升，满足人们对纸张强度的要求。

技术领域

本发明属于纸张制备技术领域，具体涉及一种利用玉米淀粉增强纸张强度的加工工艺。

背景技术

纸浆纤维在循环回用时经历了反复的机械磨浆、干燥过程，会产生纤维角质化现象从而降低了纸张强度。传统纸张强度增强的方法是通过添加增强助剂的化学方法，目前通常采用各种干强剂来提高纸张强度。干强剂主要分为四类：（1）合成聚合物，如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、脲醛树脂和三聚氰胺树脂等；（2）改性淀粉，如阳离子淀粉、阴离子淀粉、两性淀粉、非离子型淀粉等；（3）纤维素、甲壳素衍生物及植物胶类，如羧甲基纤维素、甲壳素、壳聚糖等；（4）树脂障碍控制剂，如各种分散剂、螯合剂、生物酶制剂等。

由于我国属于农业大国，玉米资源丰富，并且淀粉含量高，而且价格低廉，因此采用淀粉作为干强剂具有降低成本的优点，但是单一的用淀粉作为干强剂，只能将纸张的强度提高20-30%，并不能满足人们的需求，因此对淀粉进行改性处理从而提高其对纸张强度的增强效果显得尤为重要。例如中国专利CN2017111856669公开了用于造纸的表面施胶剂和改善纸张强度的造纸方法，利用淀粉和稻壳粉作为原料，经复配制得表面施胶剂施加在原纸表面，从而使得纸张的各种物理强度得到显著提升。该专利文件是通过在纸张表面涂覆施胶剂的方法增强纸张强度的，由于施胶剂是涂覆在纸张表面，因此只能对纸张表面的强度起到增强效果，虽然对于一些薄纸和/或一些结构疏松的纸张，表面施胶剂可以渗透进纸张内部，因此在一定程度上也可以使薄纸和/或结构疏松的纸张的内部强度得到提升，但是对于一些厚纸和/或一些结构致密的纸张，表面施胶剂的渗透受到阻碍，使得厚纸和/或结构致密的纸张只有表面强度得到增强，其内部强度改善不明显，从而使得厚纸和/或结构致密的纸张的强度增强效果不能满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种利用玉米淀粉增强纸张强度的加工工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用玉米淀粉增强纸张强度的加工工艺，具体工艺方法如下：

1）将玉米淀粉加入到水中，升温至70-80℃，在转速为150-300r/min下糊化25-35min，得到浓度为5-10%的淀粉浆料，然后在氢气环境下对淀粉浆料进行300-400W超声处理5-10min；本发明中采用超声波对淀粉浆料进行处理，在氢气气氛中，利用水作为介质，使得淀粉经超声波处理后表面会形成较深的孔洞，从而有助于浆料中的水分渗入淀粉表面的孔洞中；将淀粉浆料浓缩至相对密度为1.3-1.5，然后在-10--15℃下冻融8-13h；经过冻融处理，可以使淀粉孔洞中渗入的水形成水结晶，从而使得淀粉颗粒与水分相结合形成结合体；然后置于容器中，在50-80℃，0.02-0.06MPa条件下进行低压环境中的变温处理2-3h，然后将产物取出，在40-50℃下干燥2-3h，即可获得细化玉米淀粉；经过低压环境中的变温处理，由于淀粉与水的热涨系数不同，在处理过程中产生的热应力使得淀粉表面形成的孔洞逐渐增大，使得淀粉颗粒裂开，从而使得大颗粒的淀粉逐渐变成小颗粒，达到细化淀粉的目的，从而有助于玉米淀粉穿插在海藻酸钠的网络结构中，与羧甲基淀粉钠形成复合物；