阴阳离子变性淀粉的湿部作用机理

[时间:2017-12-12 14:58:13] [点击:1336] [分类:企业新闻]

  阳离子变性淀粉的湿部作用机理(见下图2)

  阳离子变性淀粉是最重要的造纸湿部添加剂,其分子结构与纤维素分子的结构相似,都是由葡萄糖基组成的。由于它带有阳电荷,极易与带阴电荷的纤维、填料等靠静电引力相互吸附,降低纸浆的 Zeta 负电位,并会产生絮凝现象。这种絮凝作用能将细小纤维和填料包裹在徽絮凝团内,提高细小纤维与填料的留着率。
  同时徽絮凝团使湿部在成形时空隙增大,可以使纸浆打浆度下降,滤水性改善,脱水加快,降低能耗。由于这种絮凝团是在瞬间形成的,故很脆弱,在剪切作用下会分解成微絮凝,大大降低细小纤维和填料的留着率,降低助滤作用,但却增加了与纤维间的均匀接触,使增强作用增加。絮凝作用的强弱,与阳离子变性淀粉的取代度、添加量和加入时间密切相关。

  一般,取代度越高,添加量越大,加入时间越短,絮凝作用就越强。这点,纸厂可通过检测纸浆打浆度的下降值或与填料的絮凝情况来分析判断其阳离子性的强弱和对填料的助留效果。如图3,在其他条件均相同的情况下,高取代度的阳离子变性淀粉所产生的絮凝体积大于低取代度所产生的架凝体积,结果既直观又说明问题。
  此外,阳离子变性淀粉对松香胶还有“架桥剂”的作用,可降低明矾的用量,改善施胶效果。值得注意的是,阳离子淀粉与明矾中的铝离子对纤维的吸附作用又存在一种竞争的机理。因此,阳离子变性淀粉在作为增强剂时,应在明矾之前添加。这样有利于其与纤维间的紧密接触,提高增强效果。
  阴离子变性淀粉(主要为磷酸酯淀粉)的湿部作用机理(图4)。

  前已叙述,阴离子变性淀粉由于本身带阴电荷,无法直接与带阴电荷的纤维、填料互相吸附,因此至少需要百分之一的明矾作为‘架桥剂”。
  多元变性淀粉由于在同一淀粉分子中接有阳离子、阴离子和非离子基团,故不必依赖于明矾中的铝离子而直接与纤维、填料发生吸附作用。淀粉分子中的阴离子基团能通过铝离子的‘架桥”作用与纤维、填料结合。还能电性排斥体系中的杂阴电荷,对分子中的阳离子基团起保护作用。
  同时还对带阴电荷的纤维、填料起分散作用,使其避免过分絮凝。分子中的非离子基团还能起增效作用,具有更优异的增强和助留、助滤等效果。多元变性淀粉本身的 Zeta 电位基本上呈中性,一般不会对原造纸湿部体系的电位产生影响,使其适用性广、应用条件宽。