[发明专利]阳离子纳米微晶纤维素作为纸张增强剂的应用

摘要

本发明涉及一种阳离子纳米微晶纤维素作为造纸增强剂的应用。所述的阳离子纳米微晶纤维素造纸增强剂是通过对植物纤维原料或纸浆进行酸处理或生物酶处理，得到纳米微晶纤维素，然后对纳米微晶纤维素进行阳离子改性得到的。称取一定量的纸浆，加水稀释至浆浓0.1-2.0wt％，用纸浆疏解器疏解，向疏解好的浆料中加入本发明的阳离子改性纳米微晶纤维素悬浮液，悬浮液用量为绝干纸浆质量的0.1％-10％，在低转速下搅拌3～5min后抄成纸张。阳离子纳米微晶纤维素作为造纸增强剂能提高纸浆纤维之间的结合力，从而提高纸张强度。

主权项

一种阳离子纳米微晶纤维素作为造纸增强剂的应用，所述的阳离子纳米微晶纤维素是按以下方法制备的：(1)以漂白针叶木硫酸盐浆、漂白阔叶木硫酸盐浆、微晶纤维素或棉花为原料，采用下列酸水解法或生物酶水解法制备纳米微晶纤维素：酸水解法：将原料打碎，过20目筛，在20℃‑65℃下加入浓度30‑64wt％的盐酸或30‑64wt％的硫酸，使酸与原料的体积质量比(5～15)∶1，单位毫升比克，原料浆以绝干料计；搅拌下，反应10‑70min，然后将悬浮液用9‑10倍体积的去离子水稀释以终止反应。所得产物用去离子水反复离心冲洗至pH值5.0～5.5。将得到产物放入透析袋中，用流动的去离子水透析至恒定pH值。透析后的悬浮液在冰水浴中进行超声波振荡处理5‑50min。得到纳米微晶纤维素胶体悬浮液；或者，生物酶水解法：将原料打碎，过20目筛，原料放入锥形瓶中，向锥形瓶中加水，再加入缓冲液调节溶液的pH值到6‑7，加入纤维素酶，每克绝干原料加入纤维素酶5000～80000IU，置于摇床中，调温度到40‑60℃，振荡速度为50‑250r/min，反应24‑72h使纤维素发生酶解。反应结束后，取出样品，离心分离，得到纳米微晶纤维素胶体悬浮液；所述纤维素酶为和氏璧生物技术有限公司生产的中性纤维素酶，其滤纸酶活20000～40000IU/g。所述缓冲液是磷酸盐缓冲溶液，取磷酸二氢钠1.74g，磷酸氢二钠2.7g，氯化钠1.7g，加水溶解成400ml的溶液配制而成；(2)将步骤(1)制得的纳米微晶纤维素悬浮液稀释至质量浓度为1‑12％，置于装有冷凝装置的三口烧瓶中，随后加入氢氧化钠溶液，直到氢氧化钠在体系中的浓度达到5‑17wt％，室温下搅拌30‑90min后加入阳离子化试剂，所述阳离子化试剂是3‑氯‑羟丙基三甲基氯化铵、3‑氯‑羟丙基三乙基氯化铵或2，3‑环氧丙基三甲基氯化铵；在50‑120℃搅拌反应2‑6h，用4～5倍体积去离子水稀释5倍或直接冷却至30℃以下以终止反应，离心分离、洗涤后，调节pH至6.5～7.5，放入透析袋中，用去离子水透析7‑15天，超声震荡处理5‑50min，得到阳离子改性的纳米微晶纤维素悬浮液。