淀粉增强粉研究
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摘 要：利用干法生产的超细阳离子表面增强粉，和淀粉按照一定的比例混合实施表面施胶，可增强纸的环压指数、裂断长和抗湿性。
关键词：淀粉 增强粉 瓦楞原纸 表面施胶 环压指数
Starch enhance powder application tests
JIANGYUE
(Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry)
Abstract: Ultrafine cationic surface-enhanced production of dry powder and starch mixed in accordance with a certain proportion of the implementation of surface sizing, can enhance the paper ring crush index and breaking length.
Keywords: starch, enhance powder, corrugating medium, surface sizing, ring crush index
目前国内瓦楞原纸多以废纸为主，其中存在着纤维长度变短、机械强度差，杂质含量高等问题，所以在瓦楞原纸生产中，多采用原淀粉或现场氧化改性淀粉进行表面施胶来提高纸张物理强度。但是随着包装行业的发展，采用单纯的原淀粉或轻度氧化淀粉施胶的瓦楞原纸已经不能满足市场对高强瓦楞原纸高强度的要求【1】。采用复配和化学交联等方法对淀粉进行改性，以提高和改善淀粉糊化液的成膜性能及其物理强度性能是淀粉改性技术领域中重要的研究课题。
淀粉具有提高纸张强度的能力，能赋予纸张某些功能，其作为加工助剂，通常作为增强剂和表面增强剂使用。增强粉的外观和淀粉相似，可与淀粉一起加水共热糊化，淀粉加水的质量分数为16% ，在淀粉酶的作用下，搅拌加热到90℃以上，保温30分钟即可，纸机使用表面施胶的温度为60℃～70℃，加入抗水剂AKD或苯乙烯表面胶可以保证原纸的抗湿性。
表面施胶剂C和D主要成分是苯乙烯，具有防水和防潮性更优于AKD的施胶剂，用于表面施胶剂代替AKD,以达到成纸更好的抗水和防止吸潮作用。
一、实验部分
1. 原料
增强粉A和B（由陕西省石油化工研究设计院提供）
表面施胶剂C和D
2. 实验机理
表面施胶是指在纸或纸板的两面，以含一种或多钟物质的水分散液，在特定的设备中进行施胶的一种方法。施胶剂大多数是由对水有抵抗性的疏水基和对纤维有亲和性的亲水基构成。疏水基有苯乙烯、α-烯烃等；亲水基友含有羧基（阴离子性）的马来酸、丙烯酸等以及含有氨基（阳离子性）的二甲基氨基丙烯酸酯等。根据表面施胶剂的结构特点，其表面施胶效果的产生机理大致可推断如下：阴离子系的表面施胶剂是被纸层内的硫酸铝或者是阳离子性聚合物带有阳离子性活化了的部位吸附。
阳离子系的表面施胶剂则与纸层内的阴离子部分即纸浆纤维本身吸附，由阴离子/阳离子结合而疏水性化同时，发生施胶剂疏水基配向，因而表现出施胶性。随着造纸技术的进一步发展，表面施胶已作为一种独立的纸张处理技术而非内部施胶的辅助而存在。现代表面施胶剂是能够给予纸张新的表面特性的特殊化学品【2-3】。
二、结果与讨论
1.增强粉和纯原淀粉表面施胶对比
增强粉可用作生产高强瓦楞原纸的环压增强和拉力增强剂。采用增强粉施胶后，纸的环压指数和抗张力分别为7.25N.m/g和73.2N，与未施胶的原纸相比较两项指标分别提高了107%和24.7%，效果很好。
2.用A、B增强粉和AKD与原淀粉及表面胶C、D的比较
在实验室用增强粉A和B分别代替15%的原淀粉，，并用100%的原淀粉加AKD和加表面施胶剂C、D进行试验对比。
实验结果表明：用增强粉A或B代替15%的原淀粉表面施胶的增强效果与100%的原淀粉表面施胶的增强效果基本一致。而使用C表胶的增强和施胶效果更好，但C表胶不能与增强粉A或B配伍，二者有破乳现象。用表胶C代替AKD与淀粉共用于表面施胶的抗水性和强度很好，并且没有回吸返潮的现象，是值得推荐的良好施胶剂。表面胶D的使用效果优于AKD胶，但与A和B不能配合使用。
3.大型生产线上的试验结果
生产使用是在高强瓦楞原纸的纸机上试验的。大型淀粉糊化锅每次投放原淀粉共500 Kg，AKD使用量对纸的质量分数约为7%～8%，加入已经糊化好约60℃～70℃的淀粉溶液中直接进入表面施胶机施胶，纸机为长网3300mm，车速170m/min。每锅表面施胶剂可生产纸约7吨。
由此而知，加增强粉的纸样环压指数和裂断长等均高于全淀粉的纸样的强度。实验结果证明了增强粉的作用是明显的、有效的。
4. 不同的表面胶D用量对纸的影响
用不同用量的表面胶进行试验生产，比较该表面胶的抗水性和对高强瓦愣
原纸强度的影响。结果表明随着表面胶D用量的增加，高强瓦楞原纸的表面吸水性降低，环压指数和裂断长增加。
5.长网3200 mm纸机上应用结果
在生产线上使用长网3200mm纸机，车速100m/min，每锅表面施胶剂原淀粉375Kg，加水浓度为15%，搅拌升温到90℃糊化，加AKD用量8%进行表面施胶。
实验结果反应了增强粉对高强瓦楞原纸的增强效果，当增强粉的使用量为15%时，高强瓦楞原纸的纵向环压指数为8.56 N.m/g，纵向裂断长为5.05 Km。可达到国标AAA的标准。
三、结论
1.使用增强粉和淀粉按照一定的比例混合实施表面施胶，可以增加高强瓦楞原纸的环压强度、裂断长和抗湿性，制成的胶液透明度好，不分层。广泛应用于文化纸、高瓦纸、板纸的表面施胶，可降低表面施胶成本。
2.表面胶苯乙烯可代替施胶剂AKD，可以提高纸的抗水性和强度以及减少回潮作用。
参考文献
[1]庄英杰. 业内专家畅谈纸箱包装的前景与发展[OL]. 中国包装网.
[2]张国运. 表面施胶的作用及影响因素[J]. 天津造纸，2003，（2）：7-13.
[3]张国运. 造纸用表面施胶剂的概况及发展[J]. 西南造纸，2003，（2）：8-11.
作者简介：姜玥；出生年：1984年；性别：女；民族：汉；籍贯：陕西；职称：助理工程师；学位：双学士学位；从事主要工作：分析质检