微纤化纤维素的制备及其用于碳酸钙改性加填的研究

发布时间：2017-12-18 08:20

  本文关键词：微纤化纤维素的制备及其用于碳酸钙改性加填的研究

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【摘要】：天然纤维素是地球上最丰富的生物质资源,是自然界储量最多的天然高分子材料,它广泛存在于木材、棉、麻、草类及一些细菌等生物体中。微纤化纤维素(Microfibrillated cellulose,MFC)是天然纤维素经机械处理得到的一种纳米级的新型高分子材料,具有较大的长径比和比表面积、较高的透明度和强度等特性,加之具有纤维来源丰富、可降解、可生物相容性及可再生性等优良性能,使其在医药、纺织、造纸、食品等方面具有潜在的应用价值。本论文首先以漂白阔叶木硫酸盐浆为原料,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧化物(TEMPO)氧化预处理结合机械研磨的方式制备了微纤化纤维素。采用单因素实验,根据对氧化纤维聚合度及羧基含量的影响,优化确定了较佳的TEMPO氧化预处理条件:NaBr用量为1.5mmol/g,TEMPO用量为0.05mmol/g,NaClO用量为7mmol/g。将制得的MFC用于研磨碳酸钙GCC改性加填,根据改性填料加填纸的抗张指数,确定了三种阳离子助剂最佳用量分别为:FL2949,0.05%;CS,0.05%;及FL4540,0.025%。结合纸张抗张强度及光散射系数而言,发现阳离子淀粉相比聚胺类阳离子助剂,更适宜用于MFC改性GCC。其次,采用TEMPO氧化法结合机械研磨制备了MFC,并利用GCC作为助磨剂来研磨MFC,对比了加入GCC和未加入GCC研磨所得MFC的性质,并将两种MFC分别用于GCC改性后进行加填。结果发现,GCC可作为研磨介质在TEMPO氧化纤维素纤维研磨过程中起到助研磨的作用,当GCC的用量为氧化纤维绝干量的10%~15%时,对MFC的研磨效果最好。研磨过程中,纤维浆料的浓度越高,所得研磨效果越好,纤维浆料的浓度可高达6.97%。相比单独研磨的MFC,共磨法制备的MFC用于GCC改性加填时,纸张特性更优。最后,对比了不同预处理结合机械研磨制备的各种MFC用于GCC改性加填的效果;以及不同浆种制备所得MFC用于GCC改性加填的效果。其存在的共同点是:MFC-GCC改性填料粒径变大,GCC颗粒能够沿着MFC长度方向密布;MFC改性GCC加填后,在保持纸张抗张强度一致时,纤维素酶及PFI磨浆预处理制备的MFC-GCC改性填料加填的浆料滤水速度没有下降,同时填料留着率有所提高;在灰分一致时,纸张抗张强度(玉米芯MFC-GCC改性填料除外)都有提高;加填MFC-GCC改性填料的纸张,其施胶性能均有所降低;而对于纸张的光散射系数而言,TEMPO氧化预处理所得MFC用于GCC改性时会降低纸张的光散射系数,而加填化机浆MFC-GCC改性填料的纸张,光散射系数提高了接近18%。
【学位授予单位】：中国制浆造纸研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ352.79;TS727

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：1303471