表面施胶淀粉与合成表面施胶剂协同作用的研究
酶转化淀粉在纸张表面施胶中的应用研究的开题报告
酶转化淀粉在纸张表面施胶中的应用研究的开题报告题目：酶转化淀粉在纸张表面施胶中的应用研究一、研究背景在纸张制造过程中，胶的使用是非常重要的一个环节。
胶可以使纸张表面平整光滑，增加纸张的紧密性和强度，改善印刷质量等。
目前，广泛采用的纸张表面施胶方法是采用淀粉糊，但这种方法存在一些缺陷，比如淀粉糊粘度难以控制，在高温下容易水解失效等。
因此，研究一种新的施胶方法具有重大意义。
酶是一种生物催化剂，可以在温和的条件下催化反应，对环境友好，因此酶在各个领域都有广泛的应用。
近年来，酶转化淀粉在纸张工业中的应用越来越受到人们的关注，它能够克服淀粉糊粘度难以控制等缺陷，同时还能提高纸张的强度和光泽度。
因此，本研究将探索并比较酶转化淀粉和传统淀粉糊在纸张表面施胶中的性能和优缺点，为纸张工业提供一种新的施胶方法，推动纸张工业的持续发展。
二、研究目的及方法研究目的：探讨酶转化淀粉在纸张表面施胶中的应用效果，比较其与传统淀粉糊的性能和优缺点。
研究方法：1. 实验设计：采用单因素实验设计法，以纸张表面胶涂布重量为因素，比较酶转化淀粉和传统淀粉糊的施胶效果及纸张性能表现。
2. 实验材料：两种不同类型的纸张及生产工艺所需的原料、酶制剂等。
3. 实验步骤：准备实验所需材料，按一定比例制备酶转化淀粉和传统淀粉糊。
将制成的荧光素染料涂布于特制的纸张张片上，通过荧光光度计等设备对涂布量及荧光强度等参数的实时监测，比较两种胶液在不同涂布重量下的荧光强度、拉伸强度等性能表现。
三、预期成果通过对酶转化淀粉在纸张表面施胶中的应用效果的探讨，预期能够得到以下几点成果：1. 酶转化淀粉与传统淀粉糊在纸张表面施胶中的性能和应用效果。
2. 探讨比较两种胶液在不同涂布量下的性能表现，得出最佳施胶量范围。
3. 酶转化淀粉在纸张表面施胶中的应用优势和适用范围。
4. 为纸张工业提供一种新的施胶方法，推动纸张工业的持续发展。
淀粉类表面施胶剂
轻工业出版社， １９９９， ［ ２］ 姚献平， 郑丽萍．淀粉衍生物及其在造纸
中的应用技术．北京： 中国轻工业出版社， １９９９， ［ ３］ 劳 嘉 葆．湿 部 添 加 剂 对 ＡＫＤ 留 着 及 反 应 效率的影响．造纸化学品， ２００３， （ ２） ： ［ ４］ 孙泽海， 陈新爱， 汤海波．表面施胶淀粉的 制备与应用．造纸化学品， １９９６， （ １） ： ［ ５］ 侯 光 英．低 粘 度 聚 乙 烯 醇 （ ０３８８ＰＶＡ） 用 于 纸张涂布与表面施胶的试验． 四川造纸， １９９４， （ ３） ： ［ ６］ 尹 继 明 ， 周 伟 明．ＣＭＣ 在 表 面 施 胶 工 艺 中 的应用技术．造纸化学品， ２００２， （ ２） ： ［ ７］ 莫立焕， 陈克复， 杨仁党， 方观瑞．羧甲基 纤维素钠对纸和纸板的表面施胶试验．纸 和造纸， ２００２， （ ４） ： ［ ８］ 韩克青， 马雷明， 毛祥学．氟丙烯基系化合 物与表面施胶．湖南造纸， ２００２， （ ４） ： ［ ９］ 张国运．表面施胶的作用及影响 因 素．天 津造纸， ２００３， （ ２） ： ［ １０］ 常 红 ． 现 代 表 面 施 胶 ． 天 津 造 纸 ， １９９６，
Ｓｏｕｔｈ Ｗｅｓｔ Ｐｕｌｐ Ａｎｄ Ｐａｐｅｒ ２００５．Ｖｏｌ．３４， Ｎｏ．６
改善油墨吸收性能， 特别是提高纸 张的印刷光泽度， 使印刷产品鲜亮， 减少墨耗。 １．２ 阳离子氧化淀粉
阳离子淀粉最初是作为纸浆的 湿部助剂， 主要的作用是助留助滤 和增强， 特别是当中性施胶成为造 纸浆内施胶的主流技术， 而且 ＡＫＤ 得到广泛的使用时， 作为 ＡＫＤ 的理 想 助 留 剂 ［３］， 阳 离 子 淀 粉 更 是 成 为 了造纸业界研究和开发的热点。除 了以上用途外， 将氧化淀粉进一步 阳离子化后， 它也作为一种优良的 表面施胶剂。而且这种阳离子淀粉 的制备工艺简单， 条件温和， 适合于 在造纸厂自行制备， 其工艺流程如 图 １［４］．
一种新型造纸用表面施胶剂及其制备方法
将反应体系升温至90～95 ℃，向三口烧瓶内缓慢加入脂肪双胺[实施例1：乙二胺（0.0166 mol）；实施例2：二乙烯三胺（0.0387 mol）；实施例3：三乙烯四胺（0.0387 mol）]，在反应过程中不断检测pH 值，至pH值不变，反应3 h，反应最终产物为带有黏度的亮黄色（黄棕色）黏稠状液体。
（3）将产物冷却至室温，用无水乙醇和丙酮数次洗涤除去未反应的原料，真空干燥24 h后得淡黄色粉末，即为一种高分子荧光增白剂。
第一步亲核取代反应，三聚氯氰、对氨基苯磺酸、无水Na 2CO 3相互之间的比例关系为1∶1∶0.28，反应体系pH值需调节至6～7，反应温度需控制在0～5 ℃。
第二步亲核取代反应，需提前配好D SD 酸的碱溶液，D SD酸与无水N a 2C O 3之间的比例关系为1∶0.29，并用20％无水Na 2CO 3溶液调节DSD酸的碱溶液p H值至中性，向反应器中滴加调节好的DSD 酸的碱溶液时温度应控制在45 ℃，滴加时间为20 min，滴加完毕后用无水Na 2CO 3溶液调节体系pH 至7～8。
脂肪双胺需严格控制反应温度、滴加速度，每秒1滴，控制在15 min内滴加完毕，滴加脂肪双胺时温度应控制在85～95 ℃。
制备得到的一种高分子荧光增白剂能够用于对高得率浆的增白、返黄抑制、降低PC值以及增强纸张的抗张强度和撕裂强度。
实施例应用效果对比（表1）：采用高得率杨木A PM P浆，抄片纸张的定量为100 g/m 2，表面施胶涂布量4 g/m 2，经48h老化箱加速老化试验，测得纸张的白度、返黄值（PC值）以及抗张强度、撕裂度，对比例选用商品荧光增白剂VBL，对比该技术方案的实施效果。
说明具有实施例均具有良好增白、抑制返黄、降低PC值、增加纸张干的抗张强度和撕裂强度的多重作用。
有益效果：针对于市场上目前存在的大部分荧光增白剂水溶性差、与纤维结合差、涂布纸张易流失等问题，本发明所制备的这种高分子型水溶性高得率浆返黄抑制剂优点在于水溶性优异、增白效果显著、施胶纸张表面强度高，由于高分子化合物具有三维网状结构及聚集态结构，大大减少了高得率浆返黄抑制剂涂布纸张易流失及光照下顺反异构等问题，同时由于分子中引入一定量的氨基基团，也增加了聚合物对紫外光的吸收以及与高得率浆纤维中羟基、羧基形成氢键的能力，从而抑制了二苯乙烯型荧光增白剂的顺反异构提高了增白以及返黄抑制的效率。
淀粉对表面施胶剂的协同实验
（kN/m）
平均 1.899 1.803 1.881
表 3 是样品的横向抗张强度对比。只采用原淀粉施胶 时，强度比原纸强度增加 8.5 %，而添加施胶剂后强度进上步 增加，三种施胶剂中丙烯酸胶乳的效果更好，如丙烯酸胶乳 占淀粉比例 20 %时（淀粉 / 施胶剂 5：1）强度增加 28.2 %。施 胶剂比例增加后，强度增加幅度不太大，说明可以采用更低 比例的施胶剂用量。这个结果与表 2 一致。 2.3 施胶后的环压强度
环压强度
施胶剂
5∶0
丙烯酸胶乳
7.29
AKD 乳液
7.29
K532 乳液
7.29
原纸环压强度横向 5.822N。
广州化工
表 4 施胶后样品的纵向环压强度比较
淀粉 / 施胶剂比例
5∶1
5∶2
5∶3
5∶4
9.51
10.32
11.69
10.6
9.28
9.78
9.67
9.71
10.61
9.32
10.74
11.73
丙烯酸胶乳
1.613
1.907
1.936
1.963
1.932
AKD 乳液
1.613
1.780
1.820
1.816
1.820
K532 乳液
1.613
1.891
1.903
1.963
1.895
原纸抗张强度横向 1.487 kN/m。
5∶5 1.956 1.876 1.946
0∶5 1.989 1.898 1.955
（2） 淀粉以不同比例加入施胶剂对样品施胶后，样品抗 张强度明显增加，丙烯酸胶乳与 K532 相当，比 AKD 好。在实 验范围内淀粉比例减小时，强度变化幅度不大，说明淀粉比 例还可增大。
淀粉、复合材料的研究进展.ppt
率
硬 度
4.3 Results and Discussion
4.3.1 Characterization of starch/NR composite by XRD
Figure 1. XRD patterns of starch and composites：a—unmodified starch； b—unmodified starch（15phr）/NR composite；c—modified starch； d—modified starch（15phr）/NR composite.
直链淀粉难溶于水，溶液不稳定，凝沉性强； 支链淀粉易溶于水，溶液稳定，凝沉性弱。直 链淀粉能制成强度高、柔软性好的纤维和薄膜， 支链淀粉却不能。高直链淀粉更适合于制备塑 料，所得制品具有较好的机械力学性能。
天然淀粉由于分子间存在氢键，溶解性很差， 亲水但不溶于冷水。而且直接加热没有熔融过 程，300℃左右分解。
TG
DSC 木 薯 淀 粉 复 合 物 热 性 能
XRD 木 薯 淀 粉 复 合 材 料 结 晶 形 态
SEM
TEM 复 合 材 料 界 面 和 结 构
RPA DMA
混
复
炼
合
胶
材
加
料
工
的
性
动
能
态
力
学
性
能
4.1.6 硫化胶力学性能测试
拉
300%
拉
永
撕
邵
伸
500%
断
久
裂
氏
强
定
伸
变
强
A
度
伸 应 力
长
形
度
目的和意义
淀粉在表面施胶中的应用技术
淀粉在表面施胶中的应用技术所谓表面施胶，就是把施胶剂施加到纸的表面，使纤维与胶体粘接，并在纸面上附上一层近乎连续的薄膜的方法。
造纸工业上使用的主要施胶剂是淀粉及其衍生物，此外还有羧甲基纤维素（CMC）、聚乙烯醇（PV A）烷基烯酮二聚体（AKD）等；施胶有多重含义，不只是增加纸页的抗水性，在大多数情况下，是为了增加纸页的表面强度，并获得良好的施胶性能，此外还能提高耐破度、耐折度、抗张力、平压强度、抗分层强度、环压强度等纸张物理强度等指标。
最早使用的表面施胶剂是动物胶，包括骨胶和皮胶，而现在最常用的是淀粉及变性淀粉。
（一）淀粉的特性：目前表面施胶淀粉主要来源于玉米，其次为木薯、马铃薯、小麦等，两种常用原淀粉的特性比较：品种分子量糊化粘度糊澄清度老化速度成分直链淀粉含量较多，不安定，玉米淀粉 48600 中等不透明快成膜性好直链淀粉含量较多，较安定，木薯淀粉 290000 高相当澄清慢但成膜性差原淀粉糊化后容易产生老化现象，老化后的特征：粘度增加、成为不透明或浊状、在热糊液中形成不可溶的一层薄膜、沉淀或形成不可溶的微粒等，所以表面施胶用的淀粉一般是变性淀粉，淀粉变性后可降低粘度、改善稳定性、可操造性及胶化的品质。
（二）适用于表面施胶的变性淀粉：（1）热或热化学转化淀粉：通常利用机械能、热能或热—化学能在煮锅或转化器中把原淀粉制成低粘度溶液。
（2）酸变性淀粉：用酸对原淀粉进行降解，可制成不同粘度的产品。
（3）氧化淀粉：用双氧水或过硫酸铵或次氯酸盐对原淀粉进行氧化后制得。
还有（4）酶转化淀粉；（5）乙酰化淀粉；（6）阳离子淀粉；（7）阴离子双变性淀粉；（8）羟烷基淀粉（三）影响施胶压榨的因素：通常所谓的表面施胶，大多数是指施胶压榨。
施胶压榨是指纸幅在刚要进入压辊间压区之前先通过一胶料塘，借此施胶剂被施加到纸的表面，然后纸幅通过压辊，使胶料压入纸内，并从纸面除去过量胶料的一种表面施胶方法，施胶压榨有竖式，卧式及斜式等型式。
造纸工业表面施胶剂的研究进展
造纸工业表面施胶剂的研究进展造纸工业是全球重要的制造业之一，对于经济发展和社会生活都有着巨大的影响。
表面施胶剂是造纸工艺中不可或缺的一部分，能够改善纸张的性能和品质，提高其抗压、抗水、抗腐蚀等能力。
本文将重点造纸工业表面施胶剂的研究进展，以期为相关产业的发展提供参考。
表面施胶剂在造纸工业中主要分为天然生物质施胶剂和合成高分子施胶剂两类。
其中，天然生物质施胶剂以植物淀粉和蛋白质为主要原料，具有环保性能好、易生物降解等优点，但耐水性和耐候性较差。
而合成高分子施胶剂则具有优异的耐水性和耐候性，能够提高纸张的防水、抗腐蚀等性能。
目前，造纸工业表面施胶剂的研究主要集中在以下几个方面：施胶剂的合成与改性、施胶剂在纸张表面的应用与性能研究、施胶剂对纸张生物降解性能的影响等。
虽然取得了一定的进展，但仍存在以下问题：对表面施胶剂的作用机制了解不足、缺乏环保型高效表面施胶剂的开发、对新型表面施胶剂的研发力度不够等。
表面施胶剂的研究方法主要包括：化学实验法、物理实验法、电化学方法、计算机模拟方法等。
其中，化学实验法主要用来研究施胶剂的合成与改性，通过调整实验条件，探究最佳的合成路径和改性方法；物理实验法则主要用于研究施胶剂在纸张表面的应用和性能，通过观察和测量纸张的物理特性，评估施胶剂的效果；电化学方法则用于研究施胶剂对纸张生物降解性能的影响，通过分析纸张在微生物作用下的电化学反应，判断施胶剂的环保性能；计算机模拟方法则通过建立数学模型，预测施胶剂的性能和作用机制，为实际实验提供指导。
近年来，随着环保意识的增强和技术的不断发展，表面施胶剂的研究也取得了一些新的进展。
一方面，研究者们开始尝试开发更加环保的生物质施胶剂，如基于天然植物淀粉和蛋白质的施胶剂、基于微生物菌体的施胶剂等。
这些新型的生物质施胶剂具有更好的环保性能和生物降解性，能够满足越来越严格的环保要求。
另一方面，新型的合成高分子施胶剂也不断被开发出来，这些施胶剂具有更加优异的耐水性、耐候性和防水性能，能够满足造纸工业对高性能纸张的需求。
淀粉酶酶解处理改善表面施胶性能的研究
件 。 对 新 闻 纸 进 行 表 在
面 施 胶 时 ， 解 淀 粉 不 酶
仅 能 改 善 纸 张 的 施 胶
（ ） 度 的 测 定 方 法 ２粘
根 据 ＧＢ／Ｔ ｌ ０ ８ ９ ９ 准 进 ２ ９ 一ｌ ８ 标 行 测 定 ， 上 海 昌 吉 地 质 仪 器 有 限 公 用
司 生 产 的 Ｎ ＤＪ一 ７ 型 旋 转 式 粘 度 仪 ９ 测定。
素 。 一淀 粉 酶 酶 用 量 对 酶 解 后 淀 粉 粘 度 的 影 响结 果 见 图 ｌ 。
由 图 ｌ 果 可 知 ， 着 淀 粉 酶 用 结 随
度 ， 且 还 能 改 善 纸 张 而
的 强度 性 能 。
关 键 词 ： 一淀 粉 酶 ； 薯 淀 粉 ； 木
酶 解 ； 面施 胶 表
量 增 加 ， 解 后 淀 粉 的 粘 度 显 著 下 酶
降 ， 酶 用 量 大 于 ０． ６ Ｕ／ 当 ０ Ｉ ｇ时 ， 度 粘
（ ） 解 工 艺 条 件 的 研 究 ３酶 先 用 冷 水 将 淀 粉 按 所 需 浓 度 调
植 物原 料 ， 毒安 全等 独特 的 优势 。 无 为 了 增 加 淀 粉 的 摄 取 量 ， 高 淀 粉 溶 提
体 积 在 新 闻纸 上 利 用 英 国 ＲＫ ｉ ｔ Ｐｒｎ
Ｃ ａ ｎ ｔ ｕ ｅ ｔ ｔ 生 产 的 Ｋ３ ３ ｏ ｔ Ｉ ｓ ｒ ｍ ｎ ｓ Ｌ ｄ． ０
液 的 固 含 量 ， 善 淀 粉 表 面 施 胶 效 改
ｇＹ ● 化 学 品 ●
的 淀 粉 糊 化 溶 液 。 常 用 于 表 面 施 胶 通 的淀粉液 粘度一 般在 １ ０～１ ｍＰａ・ ５ Ｓ 之 间， 验选 择淀粉 酶用量 为０ ． 试
淀粉替代剂在酶转化淀粉表面施胶中的应用探讨及效果_王松
注：表中各项质量指标均按国家标准检测。
代剂替代玉米淀粉是可行的， 但是替代比例超过
第4期
王 松，等：淀粉替代剂在酶转化淀粉表面施胶中的应用探讨及效果
· 23 ·
18%时 胶 液 稳 定 性 降 低 ， 因 此 最 终 确 定 在 17.2%。 目 前 ，市 场 上 玉 米 淀 粉 价 格 一 般 为 3 000 元/t，玉 米
随着社会经济水平的不断提高，城镇化的普及， 耕地面积的不断减少，导致玉米淀粉价格越来越高； 然而造纸市场的竞争日趋激烈， 产品质量相同比成 本， 玉米淀粉替代剂适量替代玉米淀粉用于纸张的 表面施胶不仅不会影响纸张的物理性能， 而且能显 著提高纸张的挂胶量； 又由于玉米淀粉替代剂的价 格远低于玉米淀粉的价格， 显著降低了纸张的生产 成本，提高了公司的市场竞争力。
Abstract：After corn starch was replaced partially by corn starch substitution agent, it was used in the surface sizing of cultural paper. The application research results showed that when corn starch substitution agent was added into cooked enzyme-transferred starch， Cobb value， surface strength， smoothness of final paper were comparable to those before the substitution while its production cost was reduced. Taking offset printing paper of 80 g/m2 as an example， with the increase of the substitution proportion， paper quality did not show much fluctuation， but gel viscosity was increased slightly， and its stability was decreased. So final substitution proportion of 17.2% was chosen when paper production cost was reduced by 22.58 yuan per ton. Key words：starch substitution agent； surface sizing； paper surface strength； production cost
表面施胶配方对纸张表面性能和印刷质量的影响
表面施胶配方对纸张表面性能和印刷质量的影响王玉峰【期刊名称】《造纸化学品》【年(卷),期】2015(027)002【总页数】5页(P51-55)【作者】王玉峰【作者单位】【正文语种】中文纸张表面处理是造纸过程的一个重要步骤，可以提高最终产品的质量。
对于未涂布的印刷书写纸而言，表面施胶正在成为控制其表面性能以及液体扩散和吸收性能的一种常用方法。
该文将阳离子淀粉分别与4种不同类型的苯乙烯共聚物以不同的质量比（5%、10%和20%）混合，得到12种表面施胶配方对纸张施胶，并以仅用阳离子淀粉施胶的纸张为参照样，分析了不同施胶配方对纸张表面化学性能和喷墨印刷质量的影响，评估了纸张表面化学的应用潜力；采用接触角测量和反相气相色谱法测定纸张表面化学性能，并评价了纸张的喷墨印刷性能。
结果表明，纸张表面施胶配方对其表面性能有显著影响；在表面施胶配方中加入合成的表面施胶剂可改善纸张的印刷质量。
该文还解释了喷墨印刷质量测试结果的差异原因。
印刷质量主要受纸张表面的结构和化学性能的影响，是客户评价纸张质量最为重要的因素之一；因此，所有涉及到印刷质量、纸张-油墨相互作用和纸张表面性能的研究都非常重要。
在造纸工业中，纸张表面化学改性是改善纸张印刷质量的通用方法。
在很多纸厂表面施胶已经成为标准的操作流程，常用于改善纸张特别是印刷书写纸表面强度和印刷适性的施胶剂是淀粉；不过目前更趋向于使用阳离子淀粉和合成共聚物的混合物作为表面施胶剂。
这种施胶剂可以通过控制纸张表面能、亲水性和对不同油墨的吸引力来加强表面施胶效果。
通过优化油墨在纸张表面吸收和扩散之间的平衡，最终实现提高印刷质量的目的。
与共聚物共用时，淀粉最主要功能是起黏合剂的作用。
合成表面施胶剂可以提高纸张表面的抗水性（这对许多印刷过程是很关键的），这是由于它们通常是具有一定疏水性的高分子聚合物，而纸和纸板的主要原料是具有亲水性纤维素的纤维。
用于生产合成表面施胶剂的化学品主要是苯乙烯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸、酯的共聚物或聚氨酯。
合成表面施胶剂在纸张表面施胶中的作用性能研究_王玉珑
表1
施胶原纸性能质量指标
原纸 性能指标
定量 / g·m － 2
57． 9
白度 / ISO% 76． 3
Cobb 值 / g·m － 2
70． 2
平滑度 /s 38
裂断长 / km 纵向 5． 61
耐折度 /次 横向 9
表面强度 / m·s － 1
1． 28
1． 2 实验方法 原淀粉与弱阳离子淀粉按一定比例搭配后，配
（ 2） 高的原纸吸收性和较低的施胶液浓度可以 有效提高表面施胶淀粉用量，节约浆耗，降低生产成 本，但会导致施胶液在原纸中的渗透加剧，胶料成膜 性差，抗水效果降低。适当提高施胶液浓度和黏度， 保证合成表胶在纸张表面的固着和成膜性，即使施 胶量较少，也可以获得良好的施胶效果； 通过合理优
《造纸科学与技术》 2012 年 第 31 卷 第 1 期
差，抗水性能下降； 通过合理优化表面施胶工艺，苯丙表面施胶剂和聚氨酯表面施胶剂均可赋予纸张良好的抗水
性，且在文化用纸中采用表面施胶完全取代浆内施胶是可行的。
关键词： 合成表面施胶剂； 表面施胶； 生产成本； 抗水性
中图分类号：TS727 + ． 5
文献标识码：A
文章编号：1671 － 4571（2012）01-0050-04
图 3 不同表面施胶剂对纸张抗水性能的影响
图 3 可以看出，在淀粉液中添加苯丙或聚氨酯 表胶，在合理控制施胶液浓度及施涂工艺的情况下， 都可以获得良好的抗水性能； 本实验中在相同的合 成表面施胶剂用量下，聚氨酯表胶的抗水性能效果 要略优于苯丙表胶。
3 结论
淀粉在造纸行业的应用研究
淀粉在造纸行业的应用研究1.淀粉作为一种广泛应用的天然聚合物，其作为一种重要的原料在造纸行业中具有重要的地位。
淀粉具有良好的水溶性、可生物降解性和成本效益，使其成为造纸工业中一种重要的助剂。
本文将探讨淀粉在造纸行业的应用，并分析其对造纸工艺和产品质量的影响。
2. 淀粉在造纸工业中的作用2.1 增稠作用淀粉在造纸工业中最重要的作用之一是作为增稠剂。
在纸张制造过程中，淀粉可以增加纸浆的粘度，提高纸张的均匀性和强度。
通过调节淀粉的用量和类型，可以控制纸浆的流动性和粘度，从而影响纸张的质量。
2.2 助滤作用淀粉还具有助滤作用，能够帮助纸浆中的纤维更好地分散在水中，提高过滤效率。
淀粉颗粒可以与纤维形成凝胶状结构，有助于去除纸浆中的杂质和细小纤维，从而提高纸张的纯度和质量。
2.3 增强作用淀粉还可以增强纸张的机械性能，提高其抗张强度、耐折性和耐水性。
淀粉与纤维之间的化学键合可以增加纸张的结构稳定性，使其更加坚韧耐用。
2.4 表面施胶作用淀粉在表面施胶中也起到重要作用。
表面施胶是造纸工艺中的一道重要工序，用于提高纸张的表面光滑度和防水性能。
淀粉可以作为表面施胶剂，涂覆在纸张表面，形成一层保护膜，增加纸张的印刷性和书写性。
3. 淀粉的类型与选择3.1 玉米淀粉玉米淀粉是最常用的淀粉类型之一，具有良好的可塑性和粘度稳定性。
在造纸行业中，玉米淀粉主要用于增稠和表面施胶，可以提高纸张的强度和表面光滑度。
3.2 土豆淀粉土豆淀粉具有较高的粘度和良好的分散性，适用于纸浆的增稠和过滤。
土豆淀粉还可以用于表面施胶，提供良好的印刷性和书写性。
3.3 木薯淀粉木薯淀粉具有良好的耐水性和粘度稳定性，适用于纸浆的增稠和增强。
木薯淀粉还可以用于表面施胶，增加纸张的耐折性和耐水性。
4.1 文化纸制造在文化纸制造中，淀粉常用于增稠和表面施胶。
通过调节淀粉的用量和类型，可以控制纸张的厚度、平滑度和强度，提高印刷质量和书写舒适度。
4.2 包装纸制造在包装纸制造中，淀粉可以用于增稠和增强纸张的机械性能。
用淀粉助剂(TH9601)连续生产自改性淀粉表面施胶的研究
多年来 ， 造纸 厂一 直用 改性 淀粉 进行 表 面施胶 。 而普通 淀粉在 造纸 厂 施 胶 过 程 中直 接 改 性应 用 ， 国
１２ 合 成方 法 ．
Ｔ ９０ 助剂是一种新型的淀粉类 造纸表面施 Ｈ ６１
胶剂 的专用 助剂 ， 与淀 粉 的化 学反 应较 为复杂 ， 它 主 要化 学 反应有 氧化反 应 和接 枝反 应 。 １ ２ １ 氧化 反应 ．．
内未见 有报导 。本 文 中介 绍 一 种 新 的 改 性 方 法 ， 即
摘要 ： 未改性普通淀粉 的现场 自动化生产 白改性淀粉进行 了研究 ， 对 取得了较好的效果 ， 大大提高 了纸的表面强度 ， 纸的抗张强度 和自度 也得到 了相应提高。 由于省去 了在改性淀 粉厂 的制备过程 ， 降低 了成本 ， 高企业 的效 益 ， 提 同时 ， 现场 自动化 连续生产 ， 也 提高了淀粉施胶的质量。
Ｌ Ｎ ｉ ｎ ， ＡＮ ｕ Ｉ Ｌ ａ ｇ ＲＵ Ｃｈ ｎ—ｍｅ ｔ ～，ＳＵＮ ａｎ—ｙ ｎ Ｙ ａ
（ ． ｉ ｎ ｃ ｎｉｃａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｉ ｌ ｎ ｒ ｔ ｎ Ｒ ｓａｃ ｓｔｔ， ｉ ｎ ２ ４ ，ｈｎ ； １ Ｗｅ ａ ｇＳ ｉ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇｃ ｆ ｍａ ｏ ｅｅｒｈＩ ｔｕｅ Ｗｅｆ ｇ ６ Ｃ ｉ ｆ ｅ ｆ ｉ ｏ ａＩｏ ｉ ｎｉ ａ １ １ ０ ａ
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高分子成膜剂在酶转化淀粉表面施胶中的应用研究
高分子成膜剂在酶转化淀粉表面施胶中的应用研究李洲（广东冠豪高新技术股份有限公司，湛江524072）摘要：通过实验研究了高分子成膜剂在酶转化淀粉表面施胶中的应用$结果表明：在固含量25%、淀粉酶用量0.04%、高分子成膜剂用量10%的条件下，酶转化淀粉的成膜性好；此时的表面施胶效果好，能够明显提高纸页的印刷性能和表面强度。
关键词：酶转化淀粉；高分子成膜剂；成膜性；印刷性能；表面强度随着经济与科技发展，对票据用纸的表面强度与印刷性能要求越来越高。
为提高票据用纸的表面强度与印刷性能，表面施胶成为造纸企业的广泛选择。
相比浆内施胶，表面施胶可以几乎全部留在纸上，从而提高施胶剂的利用率，而且施胶效果明显,成本低廉,可操作性强,能够显著改善纸页的表面性能；此外,表面施胶方式还可以减少浆内施胶剂用量，降低浆内施胶剂对机器的腐蚀性响，用寿命。
因为表面施胶以上诸多优点，此越来越地被应用于提高纸张性能的生产&1（0）。
，造纸行业用的表面施胶剂主要、、胶、、、成胶。
于施胶剂强度高、质量、腐蚀、，且来广泛、低廉，此成为用最多的一类表面施胶剂叫对于高浓度、低黏度特征的施胶液，因其有助于降低能、减少施胶的，在造纸生产应用的叫每用于表面施胶具有胶度低、流动性好、明度高的优点，可以在纸面上，还可以纸内，提高，改善成纸的表面强度、夕卜印刷性能问。
问的果表明，lt的成本比商品表面施胶淀粉约低1ooo元。
a的成本低于综合浆，施胶量越高，成本下降越；施胶量提高后，由于表面强度、挺度等质量指标上升，可用量，提高，从而提高成纸表面整饰性能，改善纸面平整性细腻程度。
齐云疽&力的果表明，与用氧相比，酶用于碳复写纸原纸的表面施胶，成纸的纵向挺度增加约00mN-mm，表面强度增加约0.1m/s,吨纸成本可降低50.5元。
绍绥冏的研究结果表明，高度、低度的用于瓦楞原纸表面施胶，可环压指数提高97.9%~155%。
但是，提高表面施胶胶的固含量会带来一些问题：（1）随着固含量提高，度相应提高,施胶量也会难以控制；（2（为降低度，通常会大用量，成膜性变差，成纸量变差；（3）固含量提高，胶的性变差，难以入纸页内部，造成纸品质量波动。
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却至室温 ,再用 pH 试纸测定 。关于两种氧化淀粉
的性质见表 2。
表 2
氧化淀粉的性质
氧化淀粉种类 A
粘度 /mPa·s( 60℃)
2. 1
pH 值 5-6
- COOH含量
/% 0. 61
B
2. 6
5-6
0. 43
1. 3. 2 表面施胶
表面施胶在德国产 ZAA2300涂布机上进行 ,选 用 10#涂布棒 ,涂层厚度 10μm ,涂布棒的运行速度
本研究以表面施胶淀粉与合成表面施胶剂配合 使用 ,基于获得纸张良好的抗水性能为目的 ,探讨几 种表面施胶淀粉和合成表面施胶剂的施胶性能 ,以 及两者配合使用时的协同作用 ,并对此施胶液应用 于不同原纸后的效果进行评价 ,旨在为表面施胶在 造纸工业的应用提供理论指导 。
1 实 验
1. 1 原料 高温 α - 淀粉酶 :市售 ,酶活 20000U /mL ,最佳
《造纸科学与技术 》 2009年 第 28卷 第 6期
125℃灭酶活 10m in,降温至 60～70℃并保温备用。此
时淀粉液在 60℃时的粘度在 1. 0～1. 5mPa·s。
( 2 )市售的氧化淀粉
淀粉液制备 :淀粉液浓度 10% ,于 90℃水浴下
熟化 30m in,降温至 60～70℃并保温备用 。
表 3 不同淀粉施胶后纸张透气度的变化
酶化淀粉
淀粉液浓度 / %
20
淀粉液粘度 /mPa·s(60℃) 1. 2
透气度 /mL ·m in - 1
725
氧化淀粉 A 氧化淀粉 B
10
10
2. 1
2. 6
384
228
2 结果与讨论
2. 1 自制酶化淀粉与市售氧化淀粉的比较 淀粉是仅次于纤维素的可再生性资源 ,是由葡
图 2 不同淀粉表面施胶后纸张 Cobb值变化
由图 2可知 ,三种淀粉表面施胶以后 ,纸张的抗 水性均有不同程度的改善 。其中酶化淀粉因为渗透 作用较强 ,获得的抗水性最弱 ; 氧化淀粉 A 获得的 抗水性虽介于两种淀粉之间 ,但改善效果仍不明显 ; 氧化淀粉 B 由于成膜性好 ,在纸张表面能形成较致 密的淀粉膜 ,阻止了水分子的渗透 ,使纸张的 Cobb 值下降了 30%。
淀粉表面施胶后 ,不仅可以改善纸张的表面强 度 ,还可以适度的提高纸张抗水性能 ,例如生产涂布 原纸 。本实验直接用淀粉液表面施胶 ,测定 Cobb值 的变化 ,原纸采用 110g /m2 的白牛皮原纸 ,施胶量为 2. 0g /m2 ,实验结果见图 2。
封闭纸张孔隙的作用 ,但其自身几乎没有抗水的效 果 ,难以达到纸张抗水的要求 。虽然大多合成表面 施胶剂在纸张表面没有成膜性 ,但由于其分子链中 带有疏水基团 ,具有很好的抗水性 。用淀粉做载体 , 配合合成表面施胶剂使用 ,利用两者的协同作用 ,在 纸张表面形成具有一定抗水作用的膜具有非常重要 的意义 。
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根据上述结果 ,由此得出结论 :纸张在表面施胶 后 , Cobb值的变化趋势和淀粉粘度 、透气度的趋势 一致 ,即淀粉粘度高 ,成膜性好 ,所获纸张透气性低 , 则纸张抗水性好 。而对三种表面施胶淀粉而言 ,氧 化淀粉 B 的表面施胶性能最好 。 2. 2 表面施胶淀粉与合成表面施胶剂协同作用
淀粉的价格低廉 ,能在纸张表面成膜 ,从而起到
胶淀粉来说 ,淀粉液的渗透性 、成膜性是非常重要的 性能 。本研究选用了成本低的酶化淀粉 ,以及两种 市售的氧化淀粉进行比较 。
2. 1. 1 成膜性能的比较 为了考察它们成膜性能的差异 ,本实验用淀粉
液在纸张表面施胶后 ,检测纸张透气度的下降程度 来表征淀粉液的成膜性 ,理论上 ,淀粉液在纸张表面 成膜比渗入纸张中对透气性的影响更大 。另外 ,将 淀粉液在玻璃载片上制成淀粉膜 ,测定该膜在空气 介质中与水的静态接触角 ,以此来表征淀粉膜的致 密性和亲水性 。原纸采用 110g /m2 的白牛皮原纸 , 原纸的透气度 800mL /m in,施胶量为 2. 0g /m2 ,实验 结果见表 3和图 1。
Paper Science & Technology 2009 Vol. 28 No. 6
表面施胶淀粉与合成表面施胶剂协同作用的研究
王 芳 陈 港 方志强
(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 ,广东 广州 510640)
摘 要 :以提高纸张抗水性为目的 ,应用静态接触角 、纸张透气度和 Cobb值评价淀粉和合成施胶剂的成膜性与抗 水性 ,探讨了淀粉和合成施胶剂的协同作用 。实验结果表明 :氧化淀粉 B和合成施胶剂 d的成膜性最好 ,其混合使 用后能有效的提高纸张抗水性 ,并控制了生产成本 ;应用于不同原纸时 ,对含 BCTM P原纸的抗水性提高不明显 ,却 能显著改善白牛皮原纸的抗水性 ;尤其是应用于高强瓦楞原纸时 ,完全能够取代浆内施胶 ,其中 Cobb值 ( 60 s)降低 了 85%、耐破指数提高了 177%、环压指数提高了 91%。 关键词 : 表面施胶淀粉 ;合成表面施胶剂 ;协同作用 ;抗水性 中图分类号 : TS753. 9 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 - 4571 (2009) 0620056205
反应条件 : 95℃, pH = 5 ～6;木薯原淀粉 ,广东南海 某厂提供 ;市售氧化淀粉 A、B ,分别由不同公司提
供 ;合 成表 面施 胶剂 a、b、c、d, 部 分 参 数 见 表 1。
OCC废纸浆 ,由广东东莞某厂提供 。 表 1 合成表面施胶剂的部分参数
合成施胶 剂种类
a b c d
本实验酶化淀粉的制备条件 :淀粉液浓度 20% ,酶
用量 10U / (g绝干淀粉 ) , 95℃水浴下反应 20m in,再在
作者简介 : 王芳 ,在读硕士研究生 ;研究方向 :特种纸与功能纸制品 。 56
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由表 3可以看出 ,三种淀粉在熟化之后的粘度 不一样 ,酶化淀粉的粘度最低 ,因此渗透作用强 ,对 应的纸张透气度也最高 ,和理论的推测一致 。氧化 淀粉 B 的粘度最高 ,所获得的纸张透气度最低 ,因 此推测淀粉 B 在纸张表面的成膜性最好 。淀粉 A 的粘度和获得的纸张透气度均介于两者之间 。
羧基含量测定 :采用醋酸钙法 ,在氧化淀粉中加入
盐酸将羧酸盐转变为酸的形式 ,过滤 ,用水洗去阳离子
和多余的酸 ,然后将洗涤后的试样与一定浓度的醋酸
钙混合定容 ,过滤 ,取滤液用标准氢氧化钠溶液滴
定 [3] 。
pH 值测定 : 称取 6. 0g绝干淀粉溶于 194g水
中 ,在 90℃水浴中熟化 30m in后 ,在冷水中急剧冷
BROOKF IELD DV - Ⅱ +粘度计 。
1. 3 实验方法 1. 3. 1 表面施胶淀粉的制备
( 1 )自行制备的酶化淀粉 淀粉是由 α - D - 葡萄糖聚合而成的高聚物 ,在 其分子中 ,呈线性的直链部分以 α - D - 1, 4糖苷键 连接 ,而 支 链 则 以 α - D - 1, 6 糖 苷 键 与 主 链 相 连 [ 2 ] 。本实验选择的高温 α - 淀粉酶属于内水解 酶 ,能够随机切断淀粉分子链中的 α - 1, 4糖苷键 , 而不影响 α - D - 1, 6糖苷键 ,从而使得淀粉分子量 减小 ,粘度迅速降低 。
随着造纸工业水平的提高 ,表面施胶已经成为 纸张加工过程中较常见的一道工序 ,主要应用于高 级文化用纸 、食品包装纸 、牛皮纸 、高强瓦楞原纸等 纸种上 。按施胶剂类型 ,表面施胶剂可大致分为淀 粉类表面施胶剂和合成表面施胶剂两大类 。
淀粉本身是一种天然的高分子化合物 ,一般不 直接应用作表面施胶剂 ,需要对其进行改性 ,例如调 整淀粉链段为较短的单元 ,向淀粉链中引入特殊基 团 。表面施胶常用的变性淀粉有 :酸改性淀粉 、氧化 淀粉 、酶转化淀粉 、阳离子淀粉等 [ 1 ] 。然而 ,单独采 用改性淀粉作为表面施胶剂往往无法满足成纸抗水 性能的要求 ,因此 ,在实际生产中采用淀粉类表面施 胶剂及合成类表面施胶剂配合使用 ,以此能够用较 低的生产成本来达到良好的施胶效果 。
固含量 /% 28 25 30 23
主要成分
厂家
苯乙烯 - 丙烯酸酯类 苯乙烯类
苯乙烯 - 丙烯酸类 阳离子丙烯酸类
国内某公司 瑞士某公司 德国某公司 国内某公司
1. 2 实验仪器
德国产 ZAA2300 涂布机 ; 自制软压光机 ; 标准
Cobb值测定仪 ; L&W - 180 耐破度测定仪 ; YQ - Z - 40型电子压缩试验仪 ;本特生透气度仪 ( 1. 47KPa 阀 ) ; DATAPHYSICS公司 OCA 视频接触角测量仪 ;
基于 2. 1的结论 ,本部分选择施胶性能较好的 氧化淀粉 B ,与不同的合成表面施胶剂共同作用 。 2. 2. 1 协同作用对成膜性的影响
采用和 2. 1相同的评价方法 :一是在玻璃载片 上制成薄膜 ,测定该膜在空气介质中与水的静态接 触角 ,结果见图 3;二是将不同合成施胶剂和氧化淀 粉 B 配合使用 ,测定表面施胶后纸张 Cobb值的变 化 ,原纸同样采用 110g /m2 的白牛皮原纸 ( 60 sCobb 值 104. 9g /m2 ) ,合成施胶剂用量 5% (绝干 /绝干淀 粉 ) ,施胶量 2. 0g /m2 ,结果见图 4。
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