两性及多元变性淀粉在造纸工业中的应用

两性及多元变性淀粉在造纸工业中的应用
[摘要] 简单介绍了主要的纸用两性及多元变性淀粉的功能和作用，对纸用变性淀粉的品种开发、生产工艺以及应用技术等方面提出了一些建议。

[ 关键词] 造纸变性淀粉
1、引言我国造纸工业由于森林资源不足，大量采用草类纤维和再生纤维造纸，由于非木材纤维短，强度低，在生产过程中常需添加大量各种助剂，用于改善纸的耐磨度撕裂度耐折度施胶度等性能。

利用淀粉改性开发新型造纸助剂，它不仅有助于改进加工过程的性能和产品质量，降低环境污染；还是一种可充分利用的再生资源。

变性淀粉在造纸工业中主要用于湿部添加、层间喷涂、纸张的表面施胶和涂布加工。

据统计变性淀粉在湿部应用约占12
~18 % ，层间喷雾约占3~5 % ，表面施胶约占65~80 %，涂布粘合剂约占5~12 %，表面施胶占的比重最大。

应用于造纸工业的变性淀粉按离子特性分，主要有下列
5 类：阴离子淀粉、阳离子淀粉、两性及多元变性淀粉、非离子淀粉和其它变性淀粉。

在20 世纪50年代前后开发的阴、阳离子淀粉己获得广泛的应用。

但是，经过几十年的使用，以及其他助剂的应用，发现这些淀粉均存在一些不足之处，如：造纸厂为了减少废水排
放，往往采用废水部分或全部闭路循环使用，这样盐含量积累很快，离子型淀粉的效果就会受到很大影响，甚至毫无作用；此外，离子型淀粉用量有一定限定，用量过多就会使造纸体系中的Zeta 电位偏离等电点，造成过阴或过阳离子体系，进而使纸机操作困难，同时降低其他化学品的留着率；造纸体系中的某些离子型化学添加剂，如明矾、增白剂等其他一些化合物（如浆料中“杂细胞”等）均会给离子型变性淀粉带来不利因素。

两性淀粉是多元变性淀粉的一种再要类型，是在淀粉分子中同时接上阳离子、阴离子两种反应基团的淀粉，是在阴、阳离子变性淀粉的基础上发展起来的新型淀粉衍生物。

与通常的阴离子、阳离子变性淀粉相比，两性淀粉作为造纸工业湿部添加剂，其作用比单独使用阳离子或阴离子淀粉好，而且证明，当加入0.05%〜I%的两性淀粉可显著改善造纸工业中的排水效率，提高纤维的留着率。

2、两性及多元变性淀粉两性淀粉及多元变性淀粉应运而生。

所谓两性或多元变性淀粉是指在同一淀粉分子中既接上阳离子基团，又接上阴离子基团或非离子基团等两种或两种以上反应基团的淀粉，
目的是强化其某方面的性能，使其在实际应用中效果更突
出，使用条件更宽。

多元变性淀粉是在阳离子阴离子和非离
子等普通变性淀粉基础上发展起来的一种新型淀粉衍生物，
它与通常的阴离子、阳离子及非离子变性淀粉对比，应用效
果更明显。

多元变性淀粉可以从电化学角度以及多种活性基团的协同效应解决上述问题。

2.1 作用原理1．它所含的阴离子基团有助于清除系统中有碍淀粉吸附在纤维上的那些阳离子物质。

2．分子中的阴离子基团能对阳离子基团起到保护作用。

电性排斥那些系统中存在的高活性“杂”阴离子.从而使淀粉中的阳离子基团不会发生过早的反应或被“杂”阴离子中和掉。

3．由于纤维带负电荷，故容易吸附阳离子淀粉，但对其他带正电荷的物质也易吸附，这会减弱淀粉与纤维的吸附，而多元变性淀粉中的阴离子基团能给予弥补。

4．多元变性淀粉的电荷基本平衡，那些未被留着的淀粉随白水排出后，再循环使用时，不会失去电荷平衡，从而保持良好的运转状态。

5．在中碱性体系中，离子电荷的平衡敏感度较大，即系统中较易出现过阳离子化，这就构成了“失控”状态。

多元变性淀粉使系统的可控程度大大提高，从而也便于使用。

6．多元变性淀粉除阴离子，阳离子基团产生协同效应外，其非离子基团也能进一步强化其某方面的性能使其具有比一般变性
淀粉更突出的应用效果。

2.2 特殊应用
1．助留助滤剂。

多元变性淀粉平衡了阴离子和阳离子基团，通常的阳离子淀粉与带阴离子的纤维、填料相遇吸附而形成絮凝结构，从而有助于细小纤维、填料的留着，改善滤水性，提高成纸的灰分及减少吨纸的浆耗、降低白水的浓度。

但过度的絮凝会影响纸页的匀度，影响产品的质量。

两性淀粉中的阴离子既能通过铝离子与带负电
荷的纤维和填料发生吸附，又能电性排斥体系中的杂阴离子而保护阳离子，同时对带阴离子的纤维和填料起分散作用，避免了过度絮凝现象。

2．增强剂。

两性淀粉在许多特定条件下表现出比阳离子淀粉更好的干部增强性能，增强效果主要表现为变性淀粉上的阳离子与纸纤维上的阴离子间的静电吸引。

高取代度阳离子淀粉内部存在静电排斥，而两性淀粉不存在这种排斥，所以在较低电导率浆料中两性淀粉表现出比阳离子更好的增强性。

3、结论
发展造纸用变性淀粉应根据国情，发展以非木浆为主的新型纸张增效剂，以适应由于原料强度下降和废纸利用率提高的要求。

两性及多元变性淀粉，这一类淀粉是在同一淀粉分子中分别接上了阳离子和阴离子或其它取代基，其总电荷基本呈中性，多加不会影响纸浆的Z e t a 电位，且由于分子中各基团的相互协调作用，使其性能更优异，应用效果更突出，但目前价格偏贵。

参考文献：
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[3] 张友松胡克详我国变性淀粉生产现状及发展方向[J].精细与专用化学品。

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