壳聚糖在造纸中的应用

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1、第18卷第3期造纸化学品Vo.l18No.32006年6月PAPERCHEMICALSJun.2006壳聚糖在造纸中的应用徐腾(江苏新大纸业有限公司,江苏新沂221400)摘要:介绍了壳聚糖在造纸过程中进行浆内添加和表面施胶的工艺及工艺要点;举例说明了经壳聚糖处理后,纸张的表面强度、平滑度及抗菌性能的测试结果。关键词:壳聚糖;造纸助剂;表面施胶中图分类号:TS727.5文献标识码:A文章编号:1007-2225(2006)03-0040-03ApplicationofChitosaninPapermakingXUTeng(JiangsuXindaPapermakingCo.

2、,Ltd.,Xinyi221400,China)Abstract:Thispaperintroducedtheapplicationprocessofchitosanasapulpadditiveandpapersurfacesizingagent,andreportedthetestresultsaboutthesurfacestrength,smoothnessandantibiosiscapacityofthechitosantreatedpaper.Keywords:chitosan;paperadditive;surfacesizing壳聚糖是广泛存在于类细胞壁、昆虫和甲

3、壳类动因此,在纸浆中加入壳聚糖和采用壳聚糖进行表面物的硬壳中的一种天然高分子化合物甲壳素经施胶,不仅可以获得抗菌、防霉、除臭、吸湿的效果,过脱乙酰基后的产物,是迄今为止发现的唯一天然多而且还可以达到抗皱、抗静电、提高强度的功能[2];糖。壳聚糖是一种天然生物阳离子和聚合电解质,具特别是用于处理生活用纸,可使纸张具有手感柔软、有很相似于纤维素的分子结构,不同之处只是在葡萄丰满、舒适的物性。由于壳聚糖没有环境污染,对人糖基的C2上连有一个氨基,这也是壳聚糖在酸液中体无毒,符合环保的要求,所以纸张经过壳聚糖处理显阴离子性的原因[1]。和纤维素一样,壳聚糖也可进[1]。和纤维素一样,壳聚

4、糖也可进后,赋予了纸张绿色!的内涵。下面就壳聚糖在浆行接枝、交联、氧化、酯化、羧甲基化等多种化学反应。内添加和表面施胶中的应用作一介绍。由于纸页纤维表面动电层电位是负的,所以具有质子化氨基的壳聚糖对纸页纤维有着显著的亲和1壳聚糖溶液的制备性,利用这种性能,可用壳聚糖对纸页进行涂膜处将750mL甲酸[w(HCOOH)=80%]溶于150L理,提高纸张的表面强度、抗皱性和抗静电性能;在去离子水中,将壳聚糖缓缓地加入,边搅拌边加,加纸张进行酸性染料染色时,添加壳聚糖可以增加染完后再搅拌1h,配制成20g/L的壳聚糖溶液,即可色深度,在纸张进行活性染料染色时,可减少电解质使用。盐的用量;同时

5、,利用壳聚糖对阴离子型染料有较高亲和力的特性,常被用于有色污水的脱色处理。2浆内添加壳聚糖作表面施胶剂也有很好的效果。壳聚糖根据壳聚糖的自身的特点,把壳聚糖加入浆内,通过与纸面纤维吸附、链结作用,形成永久性结合。一方面通过壳聚糖的接枝、交联作用,使染料、石粉收稿日期:20051221;定用日期:20060322第3期徐腾:壳聚糖在造纸中的应用 ∃41∃能够与浆料很好地结合,减少染料、石粉的流失;另一方面,壳聚糖自身的广谱抗菌性和阳电荷性,与细菌蛋白质中带负电的部分结合,使细菌或真菌失去活性。同时,低相对分子质量的壳聚糖渗透到微生物细胞内部,阻止核糖核酸(RNA)转化,从而限

6、制了细胞的生长,也就减少了细菌在管道中繁殖而产生腐浆的现象,保证了纸面的洁净。浆内添加的壳聚糖加入点如下述工艺流程所示:4处理工艺说明(1)壳聚糖微溶于水,只有当水溶液呈酸性(pH<6.8)的条件下,它才能充分、快速地溶解;充分溶解的壳聚糖溶液才能作工作液,用于处理工艺上。(2)虽然甲酸、乙酸、盐酸、硝酸、硫酸、卤代乙酸等都可将壳聚糖溶解,但为防止壳聚糖解聚以及处理后纸面泛黄,其中只有乙酸和甲酸是适宜的;从环保角度考虑,用甲酸是最合适的。3表面施胶(3)壳聚糖溶解时,用酸量不能太多,pH太低(pH=3.0左右)将导致聚合物降解;因此,制备的壳聚糖作为一种理想的表面施胶剂,具有许多壳

7、聚糖溶液pH宜低于6.5,但不宜低于3.0。独特的优点:壳聚糖分子含有阳离子基,可对纸张中(4)壳聚糖的溶解温度高,时间越长,越容易引纤维产生亲和力,与纤维素分子的羧基产生较强的起降解;如若当天使用,温度最好不要超过20∀;若氢键结合;壳聚糖具有良好的成膜性,而且膜的强度隔天使用,温度最好不超过10∀。很大,可提高纸张的表面强度;壳聚糖有低至中等的相对分子质量,胶液的流动性好;壳聚糖的来源丰5应用效果富、无毒,是一种很有前途的表面施胶剂。表面