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      瓜爾豆膠產品中心 / Product Center

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      瓜爾膠的優選及其在卷煙紙生產上的應用實踐

      發布日期:2015-01-24 11:58:57

      陽離子型瓜爾膠

      實驗研究了非離子型瓜爾膠與陽離子型瓜爾膠分別加入紙漿中,在漿內的增強、助留、助濾作 用。優選出適合用于生產卷煙紙的瓜爾膠。結果表明,陽離子型瓜爾膠添加到漿中能提高強度和留著 率,改善濾水效果明顯。

      近年來隨著各國對環境污染的日益關注和重 視,人們逐漸把注意力集中到了對環境友好的天然 高分子材料上[1]。瓜爾膠(guar gum)就是其中一種,它 是一種從瓜爾豆中提取的天然的半乳甘露聚糖植物 膠[2]。從產于印度、巴基斯坦等地的瓜爾豆種子的胚 乳中提取得到,并將胚乳精磨便得到食品級、技術 級或工業級的瓜爾膠原粉[3]。
      沒經化學改性的瓜爾膠原粉雖然也能有效提高 紙頁的強度,且有良好的助留作用,卻使濾水困難, 干燥負荷增大;經醚化反應進行化學改性后的瓜爾 膠能有效地克服這一缺點[4]。改性后的瓜爾膠主要有 陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性瓜爾膠和磷酸 瓜爾膠。各種類型的瓜爾膠主要作用不同,用量也不 同。瓜爾膠在造紙中的應用主要分為漿內添加、表面 施膠和涂布涂料。目前3個方面都得到一定程度的 應用,最主要是漿內添加;主要起到增強、助留助濾 作用,并在助留助濾的同時能有效維持紙頁的勻度、 減少灰斑形成,提高紙頁的透氣度,再加上它的天然 性、無毒性,燃燒時無氣味,為生活用紙、食品包裝紙 的生產,尤其是卷煙紙和濾棒紙的生產所普遍使用。
      瓜爾膠獨特的結構特征決定了它易溶于水,易 于被化學物質所吸收;瓜爾膠另一個良好的特性是 能排除陰離子的干擾,使得作為增強劑使用的非離 子型瓜爾膠能夠在纖維表面快速吸附,并為纖維之 間形成氫鍵結合提供大量的羥基,從而能夠有效促 進纖維之間的結合。
      本次試驗共有9個品種的瓜爾膠,分離子型和非 離子型。其中離子型3個,非離子型6個。在相同的試 驗條件下,紙漿中分別加入一定量的瓜爾膠,與空白試 樣進行比較,篩選出適合本廠生產卷煙紙所需的最優 瓜爾膠。
      1實驗
      1.1實驗原料
      進口漂白硫酸鹽針葉木漿,打漿度89 °SR;進口漂白硫酸鹽闊葉木漿,打漿度39 °SR;CaC03,德國進 口,加入量35%(對絕干漿計);瓜爾膠:3個離子型,6 個非離子型;瓜爾膠配制成不同質量分數的瓜爾膠 溶液,攪拌時間30 min,靜置2 h后加入漿中。
      1.2實驗主要儀器
      自制抄片機;PTI抄片機;自制伏特式打漿缸; ZLL*10紙張拉力試驗機;YQ-2-B漿度儀;電子秤 ARRV;高溫爐;白度儀;攪拌機(轉速1 000 r/min)。 1.3實驗方法
      在相同的試驗條件下,紙漿中分別加入一定量的
      瓜爾膠與空白試樣進行比較,篩選最適合的瓜爾膠。 1.4分析測試
      參照《制漿造紙分析和檢測:P]測定手抄紙有關 物理性能。
      2結果與分析
      2.1非離子型瓜爾膠與空白試樣比較
      分別將6種不同的非離子型瓜爾膠試樣加入 到漿料中,抄制手抄片,測定其物理性能,并與空白 試樣做比較,結果見表1。 
      表1非離子型瓜爾膠與空白試樣的比較
      非離子型瓜爾膠牌號及用量
      物理性能空白470126925710PA-2958005-CHPG-101
      0.5%0.7%0.5%0.7%0.5%0.7%0.5%0.7%0,5%0.7%0.5%0.7%
      定量/(g-m-2)41.2146.2646.6948.0644.4243.2045.4146.7546-0845.8542.7743.5241.64
      抗張強度/(kN.ixr1)1.221.331.421.501.131.411.201.291.201.331.331,501.61
      抗張指數/(N.m.g“)29.6528.8130.4531.2025.5132.6526.4227.5626.0329.0731.1634.5638.68
      w(灰分)/%10.4916.2115.0715.6014.9315.0414.6015.7116.2614.5515.3012.1012.10
      白度/%87J87.987,988.187.787.587.787.787.587.487.587.786.9
      平均保留率/%-32.9331.2829.2234.3829.7213.31
       
      由表1測定數據分析,從保留效果上來看,4701 平均保留率為32.93% ,PA-295平均保留率為 34.38%,2692平均保留率為31.28%,5710平均保留 率為 29.22%,8005-C 平均保留率為 29.72%,HPG-101 平均保留率為13.31%。4701和PA-295保留效果比 其他4個樣品好;與空白樣品相比較,保留率提高了 約10%。從增強效果上來看,HPG-101比空白樣本增 強了約 7 N • m/g。
      2.2陽離子型瓜爾膠與空白試樣比較
      分別將3種不同的陽離子型瓜爾膠試樣加入 到漿料中,抄制手抄片,測定其物理性能,并與空白 試樣做比較,結果見表2。 
      表2陽離子型瓜爾膠與空白試樣的比較
      陽離子型瓜爾膠牌號及用量
      物理性能空白CCG-30310111
      0.5%0.7%0.5%0.7%0.5%0.7%
      定量/(g-m-2)41.2147.0143.8543.0943.6946.2146.03
      抗張強度/(kN*nrl)1.221.231.3B1.451.401.311.52
      抗張指數/(N*mfl)29.6526.1631.4732.2633.6532.0433.02
      (灰分)/%10.4915.3114.2814.6615.8515.8513.77
      白度/%87.786.286.486.786.987.586.9
      平均保留率/%—29.1031.1729.17
       
      從表2可以看出,從保留效果上來看,CCG-30平 均保留率為29.10%,310平均保留率為31.17%, 111平均保留率為29.17%。310保留效果較其他2 個樣品好,與空白樣品相比較,保留率提高了 10%。 增強效果最好的是310,提聞了 3 N*m/g。
      2.3 3種瓜爾膠手抄紙片物理性能的比較
      根據表1和表2所得到的數據,綜合分析各種 類型瓜爾膠的使用效果,選出牌號分別為310、2692、 111的3種瓜爾膠進行不同配比的手抄紙片實驗, 其相應的物理性能測試結果見表3。
      從表3可見,配合使用非離子型和陽離子型瓜 爾膠比使用單一的瓜爾膠在保留率上提高40%左 
      表3 3種不同類型及配比的瓜爾膠手抄紙片物理性能的比較
      不同類型瓜爾膠牌號及用量
      物理性能空白w(310)=0.3%w(lll)=0.3%w(2692)=0.5°/〇w(310)+w;(2692)=0.3%+0.5%w( 111 )+w(2692)=0.3%+0.5%
      定量/(g*m_2)34.236.236.436.236.836.6
      W(灰分)/%13.715.715.916.316.816.5
      裂斷長/km151116181597181517621748
      透氣度/C328418413405412411
      保留率/%33.861.861.665.776.675.1
      白度/%81.484.0B4.085.285.984.9
      不透明度/%68.574.574.576.076.975.3
       
      右;相比較空白樣透氣度可提高80 c,白度變化不 大,不透明度可提高約7%。
      綜上所述,結合生產卷煙紙的工藝條件,在卷煙 紙生產中,隨著高速煙卷機的不斷出現對卷煙紙提 出了更高的要求,即高強度和高透氣度。優選出陽 離子型瓜爾膠310和非離子型瓜爾膠2692配合使 用作為生產上的應用。
      3配合使用陽離子型瓜爾膠310和非離子 型瓜爾膠2692在生產上的試驗
      漿料配比:《;(闊葉木漿):w(針葉木漿)=55% : 45%;填料用量:碳酸鈣50%;陽離子型瓜爾膠310 和非離子型瓜爾膠2692添加點在紙機的沖漿池中; 上網濃度:9.1 g/L;紙機車速:255 m/min〇結果見表4。 
      表4配合使用陽離子型和非離子型瓜爾膠在現有工藝條件下的生產試驗
      w(310)+w(2692)=0.3%+0.5%成紙物理指¥白水量濃度
      定量/(g-m_2)w(灰分)/%抗張指數/(N*m^)透氣度/c勻度/(g-L-1)
      0.0026.515.4125.3040.20好6.50
      0.3028.317.1035,6942.20好5.30
      0,4028.517.9336.1443.70好4.80
      0.5029.118.0237.844.20一般4.80
      0.6029.017.9837.5843.90一般4.70
       
      生產試驗,由表4的數據可以看出,配合使用陽離子 瓜爾膠310和非離子型瓜爾膠2692復配物的最佳加 入量為0.5%。物理指標:定量提高了 9%,灰分提高了 15%,透氣度提高了 10%,強度提高24%,總白水濃度 下降了 26.15%,勻度影響不大。
      4結論
      (1)非離子型瓜爾膠和陽離子型瓜爾膠對紙 張的強度和保留率都有提高,配合使用效果更大。
      (2)對不同用途的紙張,要對瓜爾膠進行優 選,從而選出高效低成本的瓜爾膠應用于生產。
      (3)陽離子型瓜爾膠的應用降低了紙機的白 水濃度,減輕了白水系統的處理壓力,減少了環境 污染,有較好的社會效益。
      (4)通過對多種瓜爾膠的分析、研究和優選工 作,提高了對瓜爾膠的認識和應用水平。在生產工 作中,對發現問題、解決問題,合理應用造紙助劑 起到重要的指導作用。
      本文推薦企業:山東東達生物化工有限公司,是專業的瓜爾膠和瓜爾豆膠生產廠家,專業生產瓜爾膠和瓜爾豆膠。擁有雄厚的技術力量,先進的生產工藝和設備。山東東達生物化工有限公司全體員工為海內外用戶提供高技術,高性能,高質量的瓜爾膠和瓜爾豆膠產品。熱忱歡迎國內外廣大客戶合作共贏。
       
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