超细淀粉粒的制备及其在纸张涂布中的应用
改性淀粉具有资源可再生、廉价、低碳环保等特点,近年来,在造纸行业上应用比较广泛.以特定方法获得的改性淀粉用作涂布胶黏剂部分替代传统的石油基合成胶乳类胶黏剂,符合环保要求,降低了工厂使用成本.本论文研究目的是要开发一种新的涂布纸用胶黏剂,希望制备出一种以颗粒态存在的超细淀粉产品,类似于国外ECO生物胶乳的特点,该产品能以1:1比例部分替代丁苯胶乳应用在涂料中.为实现上述目的,本论文尝试了多种工艺路线,包括不同研磨介质、不同淀粉原料、不同交联处理方式以及糊化交联等方法,通过深入探究,确定了淀粉以化学交联预处理结合研磨处理的方法,可制备目标产品.论文首先选定三偏磷酸钠为交联剂,磷酸酯淀粉为原料,以适当条件进行交联处理,交联后淀粉在10~15%固含下研磨至颗粒中位径达到200 nm左右,得到超细淀粉:将该超细淀粉以1:1比例替代2份石油基丁苯胶乳胶黏剂在涂料中应用,得到较好的涂料保水性及高剪切流变性,但是涂布纸强度和光学性能仍有待提高.为此,另一组实验选定三氯氧磷为交联剂,玉米原淀粉为原料,在适当条件下深度交联处理,交联淀粉在15~20%固含下研磨至颗粒中位径达到200~800 nm左右,也可制得超细淀粉.该超细淀粉具有颗粒小、可直接与颜料混合分散、润胀较小等特点,在涂层中起到很好的黏结作用,并表现出良好的涂料及涂布纸性能.该超细淀粉以1:1比例替代2份石油基丁苯胶乳在涂料中应用,涂料保水值(168.1 g.m-2)比全胶乳配方(250.6 g.m-2)提高32.9%;另外,超细淀粉在底涂中应用具有优异的成纸表面强度性能,含超细淀粉的配方(表强可达3.95 m·s-1)比全胶乳配方(2.87 m·s-1)提高37.6%,比含普通涂布淀粉的配方(2.58 m.s-1)提高53.1%,比含ECO生胶的配方(3.23 m·s-1)提高22.3%.超细淀粉在面涂中应用也可获得很好的表面强度性能,但是相对来说,该超细淀粉在面涂成纸表面强度性能中的优越性不如底涂;面涂料成纸的其他性能如印刷及光学性能保持良好.综上所述,三氯氧磷高交联淀粉再研磨制得的超细淀粉在涂布纸中具有不错的应用效果,尤其是在底涂中,具有极大的替代意义和应用潜力.
- 作者：
- 王加福
- 学位授予单位：
- 中国制浆造纸研究院
- 专业名称：
- 制浆造纸工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 刘金刚
- 中图分类号：
- TS727
- 关键词：
- 胶黏剂；交联处理；超细淀粉；涂料性能；涂布纸性能
- adhesive； crosslinking treatment； ultra-fine starch； coating property； properties of coated paper