CN116180486A - 一种造纸湿部化学品 - Google Patents
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Abstract
本发明属于造纸领域，具体涉及一种造纸湿部化学品，包括：向纸浆中依次加入用量为0.4‑0.8％的C‑CNC，形成不稳定的网络结构；再加入用量为0.05‑0.10％的APAM，形成致密均匀的空间网络结构，脱水，即得。基于纳米纤维素的结构特性将其用于湿部体系，构建性能优良的助留助滤体系，实现湿部的高效运行。
Description
技术领域
本发明属于造纸领域，具体涉及一种造纸湿部化学品。
背景技术
化机浆制浆设备投资低、制浆得率高、废水污染负荷少和纸浆的某些性能指标上有优势，如高的松厚度、挺度、油墨吸收性和不透明度。因此，化机浆迅速发展，应用领域不断扩大，在新闻纸、生活用纸、包装纸、胶印书刊纸、低定量涂布纸和超级压光纸等印刷用纸有广泛的应用。化机浆的生产和应用也存在一些问题，主要有磨浆能耗高、纤维切断程度大、细小纤维含量高、滤水性能差、物理强度低和白度稳定性差。这些弊端限制了化机浆进一步的发展和应用。因此，改善化机浆湿部环境，提高细小纤维留着，改善滤水性能，对于改善化机浆的应用意义重大。
纳米纤维素是至少有一维结构小于100nm的纤维，其具有良好的理化性质，如生物相容性、高纯度、高强度、高杨氏模量、高比表面积、高长径比、纳米尺度及低密度等。由于其粒径小、在溶液中分布均匀，以及高的结晶度等特点，被广泛应用医药、材料、食品包装等领域。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种造纸湿部化学品。基于纳米纤维素的结构特性将其用于湿部体系，构建性能优良的助留助滤体系，实现湿部的高效运行。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了一种造纸湿部化学品，包括：
向纸浆中依次加入用量为0.4-0.8％的C-CNC，形成不稳定的网络结构；
再加入用量为0.05-0.10％的APAM，形成致密均匀的空间网络结构，脱水，即得。
本发明的第二个方面，提供了C-CNC和APAM在化机浆纤维驻留助滤中的应用。
本发明的第三个方面，提供了C-CNC和APAM在提高细小纤维留着中的应用。
本发明的第四个方面，提供了C-CNC和APAM在改善成纸匀度和纸页平滑度中的应用。
本发明的第五个方面，提供了C-CNC和APAM在提高纸机车速、减轻纸机白水的污染负荷中的应用。
本发明的有益效果
(1)本发明体系首先将阳离子纳米纤维素加入到纸浆中，吸附于纤维和细小纤维的表面，使吸附点具有正电荷，随后加入高分子量的阴离子聚丙烯酰胺(APAM)，吸附到纤维和细小纤维表面的阳离子结合点上，APAM的分子链从表面伸出，将其它粒子结合，形成架桥和空间网络作用，起到助留助滤的效果。APAM和阳离子纳米纤维素具有良好的协同效应，能更有效地作用于化机浆纤维，提高细小纤维留着，并且改善成纸匀度，提高纸机车速，减轻纸机白水的污染负荷，有利于废水的回收回用。
(2)本发明方法简单、实用性强、易于推广。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
一种造纸湿部化学品，包括：
向纸浆中依次加入用量为0.4-0.8％的C-CNC，形成不稳定的网络结构；
再加入用量为0.05-0.10％的APAM，形成致密均匀的空间网络结构，脱水，即得。
在一些实施例中，所述C-CNC的宽度30-50nm，长宽比为40-60，阳离子电荷密度为1.0-3.0mmol/g。
在一些实施例中，C-CNC的制备方法为：采用2-(甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵DMQ对纳米纤维素进行季铵化处理，CNC分散于蒸馏水中形成浓度为0.5-1.0％悬浮液，加入20-40％(基于CNC)浓度0.8mol/L盐酸和10％硝酸铵铈(基于CNC)于25°处理10-15min，然后加入30-50％的2-(甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵(基于CNC)，25°反应60-90min，反应结束后透析处理试样，去除其他杂质即得C-CNC。
在一些实施例中，所述APAM的分子量为900-1200万，阴离子度为5-15％。
在一些实施例中，所述纸浆为化机浆。
在一些实施例中，所述纸浆包括：杨木APMP浆、桉木BCTMP浆、相思木PRC-APMP浆、杨木BCTMP浆。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
以下实施例和对比例中，各试剂的加入量以纸浆绝干量计。
C-CNC的制备方法为：采用2-(甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵DMQ对纳米纤维素进行季铵化处理，CNC分散于蒸馏水中形成浓度为0.75％悬浮液，加入30％(基于CNC)浓度0.8mol/L盐酸和10％硝酸铵铈(基于CNC)于25°处理12min，然后加入40％的2-(甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵(基于CNC)，25°反应75min，反应结束后透析处理试样，去除其他杂质即得C-CNC。
实施例1
采用杨木APMP浆抄造纸张，湿部采用传统聚丙烯酰胺助理体系，测试结果表明：纤维留着率为91.2％，填料单程留着率50.3％，30s动态滤水量375.5g，白水浓度0.42％。
以相同的杨木APMP浆抄造纸张，向纸浆中先加入阳离子纳米纤维素(C-CNC)，加入量为0.6％，C-CNC宽度50nm，长宽比为40，阳离子电荷密度为1.0mmol/g；然后加入阴离子聚丙烯酰胺(APAM)，加入量为0.05％，APAM的分子量为1000万，阴离子度为15％，然后纸浆进入网部脱水。测试结果表明：纤维留着率提高到92.5％，填料单程留着率提高到52.4％，30s动态滤水量383.7g，白水浓度降低为0.38％，降低了白水的回用难度，提高了回用比例。
实施例2
采用桉木BCTMP浆抄造纸张，湿部采用传统聚丙烯酰胺助理体系，测试结果表明：纤维留着率为92.3％，填料单程留着率51.2％，30s动态滤水量378.2g，白水浓度0.41％。
以相同的桉木BCTMP浆抄造纸张，向纸浆中先加入阳离子纳米纤维素(C-CNC)，加入量为0.4％，C-CNC宽度45nm，长宽比为50，阳离子电荷密度为2.5mmol/g；然后加入阴离子聚丙烯酰胺(APAM)，加入量为0.10％，APAM的分子量为1100万，阴离子度为10％，然后纸浆进入网部脱水。测试结果表明：纤维留着率提高到93.8％，填料单程留着率提高到53.2％，30s动态滤水量388.2g，白水浓度降低为0.30％，成纸的匀度高，提高了平滑度8％。
实施例3
采用相思木PRC-APMP浆抄造纸张，湿部采用传统聚丙烯酰胺助理体系，测试结果表明：纤维留着率为92.1％，填料单程留着率50.8％，30s动态滤水量379.2g，白水浓度0.40％。
以相同的相思木PRC-APMP浆抄造纸张，向纸浆中先加入阳离子纳米纤维素(C-CNC)，加入量为0.8％，C-CNC宽度30nm，长宽比为60，阳离子电荷密度为2.0mmol/g；然后加入阴离子聚丙烯酰胺(APAM)，加入量为0.07％，APAM的分子量为1200万，阴离子度为5％，然后纸浆进入网部脱水。测试结果表明：纤维留着率提高到93.6％，填料单程留着率提高到52.1％，30s动态滤水量387.7g，白水浓度降低为0.37％，滤水性能改善了纸机的车速，车速提高了6.2％，蒸汽消耗减少3.4％。
实施例4
采用杨木BCTMP浆抄造纸张，湿部采用传统聚丙烯酰胺助理体系，测试结果表明：纤维留着率为91.8％，填料单程留着率50.9％，30s动态滤水量377.2g，白水浓度0.41％。
以相同的杨木BCTMP浆抄造纸张，向纸浆中先加入阳离子纳米纤维素(C-CNC)，加入量为0.5％，C-CNC宽度35nm，长宽比为55，阳离子电荷密度为3.0mmol/g；然后加入阴离子聚丙烯酰胺(APAM)，加入量为0.08％，APAM的分子量为900万，阴离子度为8％，然后纸浆进入网部脱水。测试结果表明：纤维留着率提高到92.3％，填料单程留着率提高到52.1％，30s动态滤水量384.6g，白水浓度降低为0.39％。
对比例1
与实施例1的不同之处在于，未加入APAM，测试结果表明：纤维留着率为90.6％，填料单程留着率49.5％，30s动态滤水量371.8g，白水浓度0.45％。
对比例2
与实施例1的不同之处在于，采用聚乙烯亚胺替代APAM，测试结果表明：纤维留着率为93.2％，填料单程留着率52.4％，30s动态滤水量384.7g，白水浓度0.34％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
Claims (10)
1.一种造纸湿部化学品，其特征在于，包括：
向纸浆中依次加入用量为0.4-0.8％的C-CNC，形成不稳定的网络结构；
再加入用量为0.05-0.10％的APAM，形成致密均匀的空间网络结构，脱水，即得。
2.如权利要求1所述的造纸湿部化学品，其特征在于，所述C-CNC的宽度30-50nm，长宽比为40-60，阳离子电荷密度为1.0-3.0mmol/g。
3.如权利要求1所述的造纸湿部化学品，其特征在于，C-CNC的制备方法为：采用2-(甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵DMQ对纳米纤维素进行季铵化处理，即得。
4.如权利要求1所述的造纸湿部化学品，其特征在于，所述APAM的分子量为900-1200万，阴离子度为5-15％。
5.如权利要求1所述的造纸湿部化学品，其特征在于，所述纸浆为化机浆。
6.如权利要求1所述的造纸湿部化学品，其特征在于，所述纸浆包括：杨木APMP浆、桉木BCTMP浆、相思木PRC-APMP浆、杨木BCTMP浆。
7.C-CNC和APAM在化机浆纤维驻留助滤中的应用。
8.C-CNC和APAM在提高细小纤维留着中的应用。
9.C-CNC和APAM在改善成纸匀度和纸页平滑度中的应用。
10.C-CNC和APAM在提高纸机车速、减轻纸机白水的污染负荷中的应用。
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