本文關(guān)鍵詞：微纖化纖維素的制備及其用于碳酸鈣改性加填的研究

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【摘要】：天然纖維素是地球上最豐富的生物質(zhì)資源,是自然界儲(chǔ)量最多的天然高分子材料,它廣泛存在于木材、棉、麻、草類及一些細(xì)菌等生物體中。微纖化纖維素(Microfibrillated cellulose,MFC)是天然纖維素經(jīng)機(jī)械處理得到的一種納米級(jí)的新型高分子材料,具有較大的長(zhǎng)徑比和比表面積、較高的透明度和強(qiáng)度等特性,加之具有纖維來(lái)源豐富、可降解、可生物相容性及可再生性等優(yōu)良性能,使其在醫(yī)藥、紡織、造紙、食品等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本論文首先以漂白闊葉木硫酸鹽漿為原料,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧化物(TEMPO)氧化預(yù)處理結(jié)合機(jī)械研磨的方式制備了微纖化纖維素。采用單因素實(shí)驗(yàn),根據(jù)對(duì)氧化纖維聚合度及羧基含量的影響,優(yōu)化確定了較佳的TEMPO氧化預(yù)處理?xiàng)l件:NaBr用量為1.5mmol/g,TEMPO用量為0.05mmol/g,NaClO用量為7mmol/g。將制得的MFC用于研磨碳酸鈣GCC改性加填,根據(jù)改性填料加填紙的抗張指數(shù),確定了三種陽(yáng)離子助劑最佳用量分別為:FL2949,0.05%;CS,0.05%;及FL4540,0.025%。結(jié)合紙張抗張強(qiáng)度及光散射系數(shù)而言,發(fā)現(xiàn)陽(yáng)離子淀粉相比聚胺類陽(yáng)離子助劑,更適宜用于MFC改性GCC。其次,采用TEMPO氧化法結(jié)合機(jī)械研磨制備了MFC,并利用GCC作為助磨劑來(lái)研磨MFC,對(duì)比了加入GCC和未加入GCC研磨所得MFC的性質(zhì),并將兩種MFC分別用于GCC改性后進(jìn)行加填。結(jié)果發(fā)現(xiàn),GCC可作為研磨介質(zhì)在TEMPO氧化纖維素纖維研磨過(guò)程中起到助研磨的作用,當(dāng)GCC的用量為氧化纖維絕干量的10%~15%時(shí),對(duì)MFC的研磨效果最好。研磨過(guò)程中,纖維漿料的濃度越高,所得研磨效果越好,纖維漿料的濃度可高達(dá)6.97%。相比單獨(dú)研磨的MFC,共磨法制備的MFC用于GCC改性加填時(shí),紙張?zhí)匦愿鼉?yōu)。最后,對(duì)比了不同預(yù)處理結(jié)合機(jī)械研磨制備的各種MFC用于GCC改性加填的效果;以及不同漿種制備所得MFC用于GCC改性加填的效果。其存在的共同點(diǎn)是:MFC-GCC改性填料粒徑變大,GCC顆粒能夠沿著MFC長(zhǎng)度方向密布;MFC改性GCC加填后,在保持紙張抗張強(qiáng)度一致時(shí),纖維素酶及PFI磨漿預(yù)處理制備的MFC-GCC改性填料加填的漿料濾水速度沒(méi)有下降,同時(shí)填料留著率有所提高;在灰分一致時(shí),紙張抗張強(qiáng)度(玉米芯MFC-GCC改性填料除外)都有提高;加填MFC-GCC改性填料的紙張,其施膠性能均有所降低;而對(duì)于紙張的光散射系數(shù)而言,TEMPO氧化預(yù)處理所得MFC用于GCC改性時(shí)會(huì)降低紙張的光散射系數(shù),而加填化機(jī)漿MFC-GCC改性填料的紙張,光散射系數(shù)提高了接近18%。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)制漿造紙研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ352.79;TS727

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：1303471