我在《中國(guó)包裝報(bào)》和《紙模研究》雜志上發(fā)表了幾篇關(guān)于紙漿模塑制漿工藝中加填滑石粉和應(yīng)用助留劑的文章之后，接到不少?gòu)S家的咨詢電話，要求進(jìn)一步加以介紹。現(xiàn)將關(guān)于應(yīng)用變性淀粉作為助留劑和助濾劑的一些關(guān)鍵技術(shù)問題介紹如下。
在造紙精細(xì)化學(xué)品中，淀粉及其衍生物是重要的化學(xué)添加劑。淀粉具有資源豐富、價(jià)格便宜、供應(yīng)穩(wěn)定、使用方便、可化學(xué)改性及生物降解等優(yōu)點(diǎn)。由于變性淀粉能提高紙和紙板的物理強(qiáng)度和表面性能，改善纖維和填料在網(wǎng)上的脫水和留著，減輕紙廠的三廢污染，降低造紙成本，因而在造紙工業(yè)上獲得廣泛和大量的應(yīng)用。紙漿模塑制品的打漿原理和產(chǎn)品成型原理與造紙過(guò)程十分相似，因此，在紙漿模塑制品生產(chǎn)中使用變性淀粉同樣能夠達(dá)到這樣的目的：
一是改善紙模打漿工藝，提高紙模制品的內(nèi)在性能（如機(jī)械性能、助留、助濾等）；
二是提高紙模制品的表面質(zhì)量（如平滑度、白度、光澤度等）。
一、變性淀粉的種類及性能
紙漿模塑制漿使用的變性淀粉基本種類有陽(yáng)離子淀粉、陰離子淀粉、兩性淀粉和多元性淀粉。最常使用的品種有季胺鹽型陽(yáng)離子淀粉和兩性淀粉或多元性淀粉。
陽(yáng)離子淀粉的性能
1．陽(yáng)離子淀粉在其氮原子上帶有正電荷，這個(gè)性能特點(diǎn)使它在許多領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用價(jià)值；
2．陽(yáng)離子淀粉的糊液在冷水中具有潤(rùn)脹能力（即使取代度很低時(shí)），在這方面季胺鹽型陽(yáng)離子淀粉更為突出。
3．陽(yáng)離子淀粉的糊化溫度隨取代度升高而降低，糊液在低溫下，能保持較好的流動(dòng)性和透明度。糊液的凝沉性弱，不容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
4．具備進(jìn)一步加工生成新的淀粉的條件，也有與其它合成高分子共用的條件。
由于紙漿纖維帶有負(fù)電荷，因而造紙工業(yè)將陽(yáng)離子淀粉作為漿內(nèi)添加劑，利用正負(fù)電荷相吸的原理，可提高纖維留著率（降低漿耗）和提高紙品濕強(qiáng)度和干強(qiáng)度。
多元性淀粉的性能
多元性淀粉（包括兩性淀粉）是指在同一淀粉中，既接上陽(yáng)離子，又接上陰離子或非離子等兩種以上反應(yīng)基團(tuán)的淀粉。是一種具有陰陽(yáng)離子雙重特性的漿內(nèi)添加劑，比陽(yáng)離子淀粉有著更寬的PH值使用范圍、更好的使用效果，能十分明顯地改善漿內(nèi)的電荷性能，提高漿料的留著率和紙漿的濾水性，使紙制品的強(qiáng)度和抗折度有大幅度提高。
變性淀粉的應(yīng)用在造紙行業(yè)已很普遍，但對(duì)我國(guó)紙漿模塑制品行業(yè)來(lái)說(shuō)，使用陽(yáng)離子淀粉和多元性淀粉作為助留、增強(qiáng)劑的企業(yè)還不多，對(duì)廣大廠家來(lái)說(shuō)還有個(gè)認(rèn)識(shí)、推廣過(guò)程。在使用過(guò)程中，最關(guān)鍵在于要根據(jù)各個(gè)廠家的具體情況掌握正確的使用方法。例如，在使用陽(yáng)離子淀粉作濕部添加劑時(shí)，由于使用的目的不同（以增強(qiáng)為主，還是以提高留著率為主），它的添加量以及加入位置都有區(qū)別。使用方法不正確，就會(huì)出現(xiàn)使用變性淀粉后，達(dá)不到預(yù)期目的的效果。
二、如何選擇陽(yáng)離子淀粉
陽(yáng)離子淀粉的取代度分高中低三種，其含氮量分別為0．3％（取代度DS＝0．035）、0．2％（DS＝0．023）和0．1％（DS＝0．012）。取代度是指平均每個(gè)葡萄糖單元上的羥基被醚化的數(shù)目。用作助留劑時(shí)，一般使用中取代度陽(yáng)離子淀粉；當(dāng)要求具有良好的凝聚性能時(shí)，則使用高取代度淀粉。此外，與膠體硅酸或大，所以防油劑和防水劑的消耗也相應(yīng)增多。如果首先加入助留劑，使細(xì)小纖維得到絮凝，表面積減小，防油劑和防水劑的消耗也相應(yīng)減少，達(dá)到減少防油劑和防水劑用量的目的。
五、使用變性淀粉的經(jīng)濟(jì)效益
改性淀粉在紙漿模塑上的應(yīng)用，可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：減少了纖維和細(xì)料的流失，降低了防油劑和防水劑的用量，白水池的濃度降低；改善了紙漿濾水性能，使紙漿更易于成形，從而提高了成品率。對(duì)于以草漿為主的我國(guó)紙模行業(yè)來(lái)說(shuō)，效果更會(huì)突出一些，如果紙模行業(yè)的廠家能普遍重視這一技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量都會(huì)起到很好的作用。
六、變性淀粉的糊化技術(shù)
淀粉糊化的方法是：
1．先加入一定體積硬度較低的軟水或潔凈的冷水至糊化罐內(nèi)，開動(dòng)攪拌器（攪拌轉(zhuǎn)速為60-100轉(zhuǎn)分），慢慢地加入淀粉。一般糊化濃度為5％，然后通汽直接加熱，但汽壓不可開得太高，防止高溫蒸汽對(duì)淀粉產(chǎn)生降解作用。若能用間接通汽加熱更好。在繼續(xù)攪拌下，升溫至90-95℃，使其成為糊化液，并在此溫度下保溫20分鐘左右，這一步驟很關(guān)鍵。還應(yīng)注意糊化不完全的淀粉，因淀粉粒子未充分散開，會(huì)影響使用效果。但保溫時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，溫度不能過(guò)高，以防高溫長(zhǎng)時(shí)間作用下淀粉降解。
2．糊化處理后的淀粉糊液要及時(shí)進(jìn)行稀釋（濃度為1～2％），稀釋后的淀粉糊液最好及時(shí)用完，若需存放一段時(shí)間，則需在65℃左右溫度下保溫，否則淀粉糊液易老化，出現(xiàn)分層現(xiàn)象，影響使用效果。
3．糊化處理后的淀粉糊液不要再持續(xù)攪拌，特別防止高速攪拌，以免糊液分子鏈被剪切破壞。
4．糊化稀釋后的淀粉糊液即可在成漿池加入，但必須在抗油劑和抗水劑之前首先加入。
上面介紹的使用方法，有蒸汽條件的廠家不妨試用一下，但試驗(yàn)之前必須有技術(shù)人員首先試驗(yàn)。在轉(zhuǎn)入生產(chǎn)應(yīng)用前，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況制定出詳細(xì)的操作規(guī)程，并對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，這對(duì)取得良好使用效果非常重要。
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