一種用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法
【專利摘要】一種用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法，包括以下步驟：玉米芯粉碎制得80目以下的玉米芯粉；玉米芯粉在冰醋酸和亞氯酸鈉水溶液中處理；經(jīng)處理后的中間物冷卻、過濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入水中，制成1wt%～5wt%的懸浮液，在40℃溫度和添加白色中間產(chǎn)物0.005重量份的FeSO4作為催化劑條件下，加入30%的H2O2液，使H2O2在反應(yīng)液中的濃度為0.3wt%～0.9wt%；用氫氧化鈉和/或鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值在4.5～5.5，反應(yīng)時間控制在30min～70min；反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌制得紙張增強(qiáng)劑。
【專利說明】—種用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及造紙技術(shù)的紙張增強(qiáng)劑，特別涉及一種以玉米芯為原料合成紙張增強(qiáng)劑的生產(chǎn)方法，具體涉及用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是農(nóng)業(yè)大國，植物纖維資源豐富。玉米芯是玉米果穗脫去籽粒后的果軸。玉米產(chǎn)量每年在1.1?1.3億噸，可以副產(chǎn)2000萬噸的玉米芯，然而玉米芯作為一種農(nóng)業(yè)廢棄物，目前多用作燃料，造成很大的浪費。目前，國內(nèi)外都圍繞玉米芯深加工和綜合利用開展研究，開發(fā)了一系列玉米芯綜合加工的新途徑。隨著我國科技實力的不斷增強(qiáng)，玉米芯的深加工領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，目前許多產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，使這一廢棄物質(zhì)得到了資源化利用。隨著玉米產(chǎn)量日益提高，玉米芯的量大大提高，繼續(xù)研究開發(fā)可再生的玉米芯制備可生物降解材料或化學(xué)品，對植物資源高值化以及綠色環(huán)保具有極其重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法，根據(jù)玉米芯所含的化學(xué)基團(tuán)，針對性改造，可以增強(qiáng)紙張的強(qiáng)度。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法，至少包括以下步驟:
1)玉米芯粉碎制得80目以下的玉米芯粉；
2)用所述玉米芯粉10?25wt%的冰醋酸和10?25wt%的亞氯酸鈉配制成第一水溶液，玉米芯粉在75?80°C溫度下在所述第一水溶液中處理50?70分鐘；
3)經(jīng)上步驟處理后，再加入用所述玉米芯粉10?25wt%的冰醋酸和10?25wt%的亞氯酸鈉，在75?80°C溫度下繼續(xù)處理50?70分鐘；
4)經(jīng)上步驟處理后的中間物冷卻、過濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)
物；
5)將白色中間產(chǎn)物加入水中，制成lwt%?5wt%的懸浮液，在40°C溫度和添加所述白色中間產(chǎn)物0.005重量份的FeSO4作為催化劑條件下，加入30%的H2O2液，使H2O2在反應(yīng)液中的濃度為0.3wt%?0.9wt% ;用氫氧化鈉和/或鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值在4.5?5.5，反應(yīng)時間控制在30 min?70min ；
6)反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌制得紙張增強(qiáng)劑。
[0005]進(jìn)一步地，所述用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法，其特征在于:步驟4中過濾得到的過濾液回用于步驟2中。
[0006]本發(fā)明帶來的有益效果:采用H2O2+ FeSO4氧化體系，將玉米芯綜纖維素中羥基氧化成羧基，當(dāng)所述紙張增強(qiáng)劑添加到紙漿中抄造時，可加強(qiáng)紙漿纖維之間的結(jié)合力，從而提高紙張的物理強(qiáng)度。以農(nóng)業(yè)廢棄物玉米芯為原料，實現(xiàn)可再生農(nóng)業(yè)廢棄物資源的綜合利用。
[0007]【專利附圖】

【附圖說明】 附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1改性過程中所用H2O2濃度對耐折度影響的趨勢圖；
圖2改性過程中所用H2O2濃度對抗張指數(shù)影響的趨勢圖；
圖3改性過程中所用H2O2濃度對耐破指數(shù)影響的趨勢圖；
圖4改性過程中所用H2O2濃度對撕裂指數(shù)影響的趨勢圖。
【具體實施方式】
[0008]實施例1:將玉米芯粉碎后過篩制得80目以下的玉米芯粉；用所述玉米芯粉25wt%的冰醋酸和25wt%的亞氯酸鈉配制成第一水溶液，玉米芯粉在75°C溫度下在所述第一水溶液中處理60分鐘；繼續(xù)加入用所述玉米芯粉10wt%的冰醋酸和10wt%的亞氯酸鈉，玉米芯粉在80°C溫度下繼續(xù)處理50分鐘；處理后得到的中間物冷卻、過濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入水中，制成lwt%的懸浮液，在40°C溫度和添加所述白色中間產(chǎn)物0.005重量份的FeSO4作為催化劑條件下，加入30%的H2O2液，使H2O2在反應(yīng)液中的濃度為0.3wt% ;用氫氧化鈉和/或鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值在4.5?5.5，反應(yīng)時間控制在30 min;反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌制得紙張增強(qiáng)劑。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40°SR，稀釋至2%。的濃度，加入絕干紙漿0.25wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的PH值至5，加入絕干紙漿lwt%本實施例制得的紙張增強(qiáng)劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)紙漿實驗室紙頁的制備常規(guī)紙頁成型器法(QB/T3703-99)抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，測其強(qiáng)度。
[0009]實施例2:將玉米芯粉碎后過篩制得80目以下的玉米芯粉；用所述玉米芯粉10wt%的冰醋酸和10wt%的亞氯酸鈉配制成第一水溶液，玉米芯粉在80°C溫度下在所述第一水溶液中處理50分鐘；繼續(xù)加入用所述玉米芯粉25wt%的冰醋酸和25wt%的亞氯酸鈉，玉米芯粉在75°C溫度下繼續(xù)處理70分鐘；處理后得到的中間物冷卻、過濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入水中，制成2wt%的懸浮液，在40°C溫度和添加所述白色中間產(chǎn)物0.005重量份的FeSO4作為催化劑條件下，加入30%的H2O2液，使H2O2在反應(yīng)液中的濃度為0.6wt% ;用氫氧化鈉和/或鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值在4.5?
5.5，反應(yīng)時間控制在45min ;反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌制得紙張增強(qiáng)劑。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40°SR，稀釋至2%。的濃度，調(diào)節(jié)漿料的pH值至7，加入絕干紙漿4wt%本實施例制得的紙張增強(qiáng)劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)紙漿實驗室紙頁的制備常規(guī)紙頁成型器法(QB/T3703-99)抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，測其強(qiáng)度。
[0010]實施例3:將玉米芯粉碎后過篩制得80目以下的玉米芯粉；用所述玉米芯粉20wt%的冰醋酸和20wt%的亞氯酸鈉配制成第一水溶液，玉米芯粉在78°C溫度下在所述第一水溶液中處理60分鐘；繼續(xù)加入用所述玉米芯粉20wt%的冰醋酸和20wt%的亞氯酸鈉配制成第二水溶液，玉米芯粉在77°C溫度下繼續(xù)處理60分鐘；處理后得到的中間物冷卻、過濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入水中，制成5wt%的懸浮液，在40°C溫度和添加所述白色中間產(chǎn)物0.005重量份的FeSO4作為催化劑條件下,加入30%的H2O2液，使H2O2在反應(yīng)液中的濃度為0.9wt% ;用氫氧化鈉和/或鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值在4.5~5.5，反應(yīng)時間控制在70min ;反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌制得紙張增強(qiáng)劑。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40°SR，稀釋至2%。的濃度，調(diào)節(jié)漿料的pH值至9，加入絕干紙漿3wt%本實施例制得的紙張增強(qiáng)劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)紙漿實驗室紙頁的制備常規(guī)紙頁成型器法(QB/T3703-99)抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，測其強(qiáng)度。
[0011]實施例4:將玉米芯粉碎后過篩制得80目以下的玉米芯粉；用所述玉米芯粉25wt%的冰醋酸和25wt%的亞氯酸鈉配制成水溶液，玉米芯粉在75°C溫度下在所述溶液中處理65分鐘；繼續(xù)加入用所述玉米芯粉25wt%的冰醋酸和25wt%的亞氯酸鈉，玉米芯粉在80°C溫度下繼續(xù)處理50分鐘；處理后得到的中間物冷卻、國濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物；將白色中間產(chǎn)物加入水中，制成5wt%的懸浮液，在40°C溫度和添加所述白色中間產(chǎn)物0.005重量份的FeSO4作為催化劑條件下，加入30%的H2O2液，使H2O2在反應(yīng)液中的濃度為0.9wt% ;用氫氧化鈉和/或鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值在4.5~5.5，反應(yīng)時間控制在70min ;反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌制得紙張增強(qiáng)劑。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40°SR，稀釋至2%。的濃度，調(diào)節(jié)漿料的pH值至9，加入絕干紙漿lwt%本實施例制得的紙張增強(qiáng)劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)紙漿實驗室紙頁的制備常規(guī)紙頁成型器法(QB/T3703-99)抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，測其強(qiáng)度。
[0012]對照例實施例:將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40°SR，稀釋至2%。的濃度，調(diào)節(jié)漿料的PH值至5，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)紙漿實驗室紙頁的制備常規(guī)紙頁成型器法(QB/T3703-99)抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，測其強(qiáng)度。各實施例和對照例得到的紙張產(chǎn)品，經(jīng)測試性能如下:
編號抗張指數(shù)撕裂指數(shù)耐破系數(shù)耐折度
【權(quán)利要求】
1.一種用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法，其特征在于，至少包括以下步驟: 1)玉米芯粉碎制得80目以下的玉米芯粉； 2)用所述玉米芯粉10?25wt%的冰醋酸和10?25wt%的亞氯酸鈉配制成第一水溶液，玉米芯粉在75?80°C溫度下在所述第一水溶液中處理50?70分鐘； 3)經(jīng)上步驟處理后，再加入用所述玉米芯粉10?25wt%的冰醋酸和10?25wt%的亞氯酸鈉，在75?80°C溫度下繼續(xù)處理50?70分鐘； 4)經(jīng)上步驟處理后的中間物冷卻、過濾、用水洗滌至洗液不成酸性，制得白色中間產(chǎn)物； 5)將白色中間產(chǎn)物加入水中，制成lwt%?5wt%的懸浮液，在40°C溫度和添加所述白色中間產(chǎn)物0.005重量份的FeSO4作為催化劑條件下，加入30%的H2O2液，使H2O2在反應(yīng)液中的濃度為0.3wt%?0.9wt% ;用氫氧化鈉和/或鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值在4.5?5.5，反應(yīng)時間控制在30 min?70min ； 6)反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌制得紙張增強(qiáng)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用作紙張增強(qiáng)劑的玉米芯改性方法，其特征在于:步驟4中過濾得到的過濾液回用于步驟2中。
【文檔編號】D21H21/18GK103469688SQ201310449290
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】宋先亮, 楊田田 申請人:北京林業(yè)大學(xué)