專利名稱：酶解淀粉基固著劑的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域尤其是制漿造紙行業(yè)，特別涉及一種新型淀粉基固著劑的制備方法。
背景技術(shù)：
我國造紙行業(yè)的纖維原料結(jié)構(gòu)中機械漿、化學(xué)機械漿、廢紙漿所占的比例逐年升高，大大地提高了纖維的利用率。然而機械法制漿會產(chǎn)生大量的細(xì)小纖維、木素和樹脂溶出物；化學(xué)機械漿含有陰離子半纖維素、氧化木素、樹脂酸和脂肪酸；廢紙漿中存在油墨粒子等膠黏物，這些物質(zhì)就構(gòu)成了帶負(fù)電性的溶解與膠體物質(zhì)，其積累將給紙機的連續(xù)運行性和成紙質(zhì)量帶來極大的不良影響，同時降低其它功能性造紙助劑和過程性造紙助劑的使用效率。如何控制溶解與膠體物質(zhì)是當(dāng)前濕部化學(xué)研究的一個重要方向。目前工廠普遍采用化學(xué)法對溶解與膠體物質(zhì)進行控制。化學(xué)法中又以固著劑法應(yīng)用最為廣泛，它主要是指用分子量小、陽電荷密度高的無機或有機電解質(zhì)將陰離子性較強的溶解與膠體物質(zhì)固著到紙張纖維上，然后通過濕紙頁的成型帶出抄造系統(tǒng)，使系統(tǒng)得到凈化。常用的固著劑包括硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯亞胺和聚乙烯胺等，它們都具有各自的優(yōu)點。但是通常情況下，無機的硫酸鋁和聚合氯化鋁在中堿性抄造系統(tǒng)中的效果不如有機類的聚合電解質(zhì)；隨著石油資源的日益枯竭，基于石油資源的聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺等將不可避免地面臨受原料限制的問題；而基于天然高分子改性的淀粉基固著劑，原料相對方便易得，具有較廣的發(fā)展前景。并且由于淀粉具有其獨特的分子構(gòu)型，使得淀粉基固著劑與紙漿纖維以及陰離子半纖維素等碳水化合物類溶解與膠體物質(zhì)具有極好的親和性，因此可以更好地去除漿料中的溶解與膠體物質(zhì)。但淀粉分子量過大，直接陽離子化得到的高陽離子度淀粉容易使?jié){料過度絮凝，導(dǎo)致紙張勻度和強度變差。為了確保淀粉基固著劑的優(yōu)越性，本發(fā)明先采用酶降解法得到低分子量的淀粉，然后再將其陽離子化，制得低分子量、高陽離子取代度的酶解淀粉基固著劑，一方面保證了固著劑控制溶解與膠體物質(zhì)的作用，另一方面，也解決了成紙勻度和強度較差的問題，并且所得產(chǎn)品在紙張生產(chǎn)線上使用時，用簡單的溶解槽在室溫下將其溶解即可，無需添加格外的糊化設(shè)備和降解反應(yīng)設(shè)施，大大簡化了產(chǎn)品取用的過程，提高了產(chǎn)品取用的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種酶解淀粉基固著劑的制備方法。采用的技術(shù)路線是先用a_淀粉酶降解淀粉制得酶解淀粉；然后用季銨鹽陽離子醚化劑作用于酶解淀粉制得酶解淀粉基固著劑。新型的酶解淀粉基固著劑制備，包括下述步驟1.將淀粉配制成15 40%的濃度，用氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至6. 0 6. 5，加入 a-淀粉酶，攪拌狀態(tài)下于40 80°C下反應(yīng)20 70分鐘，加鹽酸溶液調(diào)pH值至3. 0 3. 5，靜置滅活，用氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至6 7，反復(fù)洗滌，抽濾后真空干燥，得到酶解淀粉；2.在體系含水量為10 30%的條件下，先將氫氧化鈉溶解并冷卻，然后加入季銨鹽陽離子醚化劑，攪拌均勻后與步驟1所述的酶解淀粉混合，在50 60°C反應(yīng)2 6小時， 冷卻后，用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)PH值至6 7，真空干燥，得到酶解淀粉基固著劑；步驟1中，a-淀粉酶淀粉為5 20U/g ；最佳用量為10U/g ；步驟2中，氫氧化鈉酶解淀粉為13 19 100，g/g，季銨鹽陽離子醚化劑酶解淀粉為40 60 100, g/g ；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點本發(fā)明所得酶解淀粉基固著劑是由淀粉先后經(jīng)過a-淀粉酶和季銨鹽陽離子醚化劑的雙重改性制得，既能有效地控制漿料中的溶解與膠體物質(zhì)，又能提高成紙強度；并且所得產(chǎn)品應(yīng)用于紙張生產(chǎn)線時，在溶解槽中溶解后即可使用，大大簡化了產(chǎn)品取用的過程，提高了產(chǎn)品取用的穩(wěn)定性。


圖1酶解淀粉基固著劑對漿料中溶解與膠體物質(zhì)的控制效果圖2酶解淀粉基固著劑對紙頁物理性能的影響附圖標(biāo)記說明圖1 酶解淀粉基固著劑用量相對于絕干漿料為0. 8%時，漿料kta電位上升了 12.7%，漿料濾液濁度下降了 74.9%，濾液的陽離子需求量降低了 47.7%，孔徑為Ιμπι的微濾膜截留量下降了 75. 5%，漿料真空動態(tài)濾水速度增加了 46. 7% ；圖2 酶解淀粉基固著劑用量相對于絕干漿料為0. 4%時，手抄片抗張指數(shù)增加了 26.5%,耐破指數(shù)增加了 32. 0%，撕裂指數(shù)增加了 9. 6%。
具體實施例方式為了進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點及功效，現(xiàn)結(jié)合具體實施例作進一步的詳細(xì)說明如下實施例1 1.1酶解淀粉的制備取15g(絕干)淀粉于圓底燒瓶中，加入55. 5ml蒸餾水配制成淀粉漿。用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至6. 0 6. 5，置于60°C的水浴中。吸取5. 40ml的a_淀粉酶稀釋液加入燒瓶中，充分混合，在150r/min的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)30min。然后，用鹽酸調(diào)pH值至3. 0 3. 5左右，靜置滅活5min，用氫氧化鈉調(diào)pH值至6 7。反復(fù)洗滌，抽濾后真空干燥，得到酶解淀粉。把酶解淀粉配制成6%的淀粉漿，在95 °C下糊化40min，在同一溫度下用 Brookfield旋轉(zhuǎn)粘度計測定其粘度為11. Scp01. 2酶解淀粉基固著劑的制備稱取1. 3g氫氧化鈉于250ml的燒杯中，用2. 45g蒸餾水溶解，冷卻后，加入8. 41g 季銨鹽陽離子醚化劑，攪拌lOmin。稱取酶解淀粉IOg(絕干)緩緩倒入裝有季銨鹽陽離子醚化劑和氫氧化鈉的燒杯中，攪拌lOmin，使其混合均勻。在60°C反應(yīng)4小時，冷卻后，用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)PH值至6，抽濾，真空干燥，得到酶解淀粉基固著劑。
用凱式定氮儀測定酶解淀粉基固著劑的氮含量為2. 14%，取代度為0. 32。1. 3酶解淀粉基固著劑控制漿料中的溶解與膠體物質(zhì)稱取絕干重為3g的PRC-APMP，配成1 %的漿濃，加入1. 2所述的酶解淀粉基固著劑溶液，攪拌30s后稀釋至0.5%，用FPA kta電位儀(德國ARi公司制造)測定纖維的 Zeta電位；用DDA-v4. 0真空動態(tài)濾水儀(瑞典AB Akribi Kemikonsulter制造)測定漿料真空動態(tài)濾水速度；用Lp2000-ll型濁度儀(Harma儀器公司制造)測定經(jīng)DSC75DDJ (美國 Paper Research Material Inc制造)動態(tài)濾水儀過濾的漿料濾液；用孔徑為1 μ m的微濾膜過濾濾液，烘干測定微濾膜截留量；靜止取上清液，用PCD03電荷測定儀(BTG公司制造) 對陽離子需求量進行測定，其結(jié)果見附圖1 ；1. 4酶解淀粉基固著劑對紙頁物理性能的影響將BCTMP漿制成1 %的漿濃，加入相對于絕干漿用量為0. 4%的如1. 2所述的酶解淀粉基固著劑溶液，攪拌1分鐘后調(diào)節(jié)漿濃至0. 37%，再在標(biāo)準(zhǔn)紙頁成形器上抄成60g/m2 的手抄片。按《造紙工業(yè)測試方法標(biāo)準(zhǔn)匯編》所規(guī)定的方法測定各項強度指標(biāo)。結(jié)果見附圖2。
權(quán)利要求
1.一種新型酶解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的酶解淀粉基固著劑包括下述制備步驟1.1酶解淀粉的制備將淀粉配制成15 40%的濃度，用氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至6. 0 6. 5，加入a_淀粉酶，攪拌狀態(tài)下于40 80°C下反應(yīng)20 70分鐘，以鹽酸溶液調(diào)pH值至3. 0 3. 5，靜置滅活，再用氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至6 7，反復(fù)洗滌，抽濾后真空干燥，得到酶解淀粉；1.2酶解淀粉基固著劑的制備在體系含水量為10 30%的條件下，先將氫氧化鈉溶解并冷卻，然后加入季銨鹽陽離子醚化劑，攪拌均勻后與1. 1所述的酶解淀粉混合，在50 60°C反應(yīng)2 6小時，冷卻后， 用乙醇浸泡洗滌數(shù)次并調(diào)pH值至6 7，真空干燥，得到酶解淀粉基固著劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶解淀粉基固著劑的制備方法，其特征在于物料配比為在1. 1酶解淀粉制備權(quán)利要求中，a-淀粉酶淀粉為5 20U/g ；在1. 2酶解淀粉基固著劑的制備權(quán)利要求中，氫氧化鈉酶解淀粉為13 19 100， g/g，季銨鹽陽離子醚化劑酶解淀粉為40 60 100，g/g。
3.按照權(quán)利要求1所述的酶解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的酶解淀粉基固著劑是由淀粉先后經(jīng)過a-淀粉酶和季銨鹽陽離子醚化劑的雙重改性制得。
4.按照權(quán)利要求1所述的酶解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的酶解淀粉基固著劑具有很好的水溶性。
5.按照權(quán)利要求1所述的酶解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的酶解淀粉基固著劑的制備方法適用于所有原淀粉，包括普通淀粉和基本分離純化的直鏈淀粉或支鏈淀粉。
6.按照權(quán)利要求1所述的酶解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的酶解淀粉基固著劑適用的季銨鹽陽離子醚化劑包括3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨。
7.按照權(quán)利要求1所述的酶解淀粉基固著劑制備方法，其特征在于所述的酶解淀粉基固著劑既能有效地控制漿料中的溶解物質(zhì)與膠體物質(zhì)，又能提高成紙強度。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域尤其是制漿造紙行業(yè)，特別涉及一種新型淀粉基固著劑的制備方法。本發(fā)明所得酶解淀粉基固著劑是由淀粉先后經(jīng)過a-淀粉酶和季銨鹽陽離子醚化劑的雙重改性制得，既能有效地控制漿料中的溶解與膠體物質(zhì)，又能提高成紙強度；并且所得產(chǎn)品應(yīng)用于紙張生產(chǎn)線時，在溶解槽中溶解后即可使用，大大簡化了產(chǎn)品取用的過程，提高了產(chǎn)品取用的穩(wěn)定性。
文檔編號C08B31/12GK102433366SQ20111034455
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者張旖倩, 王立軍, 王進, 羅靈芝, 邸同舟 申請人:天津科技大學(xué)