羧甲基淀粉是改性淀粉的代 表產品,簡稱CMS,是醚類淀粉的 一種,通常使用的應用基理是鈉鹽。所以又稱 羧甲基淀粉鈉,簡稱CMS-Na,是 以淀粉為主要原料,經過羧甲基化 后形成的淀粉類衍生物,獲得了淀 粉所不具備的特征。分子式為: [C6H1Q_A-x(〇CH2COONa)x]n。外 觀為白色或微黃色粉末或細小顆 粒,固體及水溶液均呈堿性。無毒無 味、易溶干水,并形成透明及半透明 液體,對光、熱皆十分穩(wěn)定,是一種 典型的高分子電解質,具有優(yōu)良的 水溶性、分散性、乳化性、膨脹性、穩(wěn) 定14、流動性、粘合性和•混溶性。在 國內應用時間不長,但已被證明比 其它各種變性淀粉和羧甲基纖維素 (CMC)具有更好的技術性能和使用 效果。由于有大量的羧基存在,在紙 頁成形過程中使纖維之間的結合能 力增加,從而便紙頁的濕強度和干 強度得到提高。它還具有螯合作用、 多聚陽離子絮凝作用,能提高細小 纖維和填料的留著率,可作為紙內 施膠劑和表面施膠劑。
2化驗室小型試驗為了給大生產試驗作準備,在 化驗室做了小型試驗。取一定量的 抄紙漿樣 > 仿照大生產的歩驟,分 別作空白和加入一定量的羧甲基 淀粉鈉的試驗。在化驗室抄手抄片 進行項目測試。
測試結果為:加入1.5%羧甲基 淀粉鈉的紙樣與空白樣相比較耐 破指數提高了 16.8%,抗張指數提 高了 6.69%,灰分提高了 27.3%,但 撕裂指數下降了 10.94%。在本公司 大生產中一般撕裂指數比較高,耐 破指數比較低,往往造成因耐破指 標不合格而降等降級。
眾所周知:化木紫比化竹漿強 度好,但化木漿價格比化竹漿髙得 多,因此通過添加少量化學助劑使 紙張強度指標達到標準要求,同時 又使化木紫用量減少,化竹漿比例 提高,從而獲得較好的經濟效益是 此次試驗的g標。
3羧甲基淀粉鈉乳液的制備先在糊化桶內加一定量的清 水,然后加入12.5kg羧甲基淀粉 鈉,攪拌溶解,再通蒸汽升溫至 70 ~ 80°C,保溫15min后加入清水 將其浪度稀釋至1°/。過濾放入貯存 桶待用。
4大生產中的主要工藝技術 條件4:1漿料和輔料的配方原料配比:木:竹=40%:60%; 松香膠用量:0.5% ~ 1.0%;硫酸鋁 用量:1,5% ~ 2.5%;羧曱基淀粉鈉 用量:1%~ 1.5%。
4.2打漿工藝條件精漿濃度:2,5% ~ 3.0%;精后 漿打漿度:30~35°SR;精后漿溫 重:7~ 10gD43羧甲基淀粉鈉的加入點羧甲基淀粉鈉的加入點為高 位箱。
5大生產試用效果(見表1)
5.1成紙耐破指數大幅度提高從表1中可以看出:不論是生產 65g/nf特殊用途牛皮紙(簡稱65g/ m2牛皮紙,下同),還是生產80g/m2 的普通牛皮紙(簡稱80g/m2牛皮 含氏,下同),加入助劑后,對成紙的耐 破指數都有所提高,其幅度最高為畫固滔益*鋪科與助劑■表1羧甲甚淀粉鈉在生產牛皮紙中的應用效果對比組數漿料配比木:竹羧甲基 淀粉鈉 量%定量g/m2ftf雜數 kPa-mVg撕裂指數mNudVg'抗水度g/m2水分%1組38.3:61.7062.02.24103216.58.038.3:61.7L568.02.6210.5916.57.02組38.3:61.7083.02.701K5717.06.338.3:61.71.583.03.2911.5718.59.03組34.5:65.5083.43,0718.57A34.5:65.51.583.43.2611.9918.37.2注』5g/m2牛皮紙的最低對破指數為1.941^心1^/§,8(^/[^牛皮紙的最低耐破指數標準為3J5kPa-m3/g,21.85%,最低6.23%,而對干其它物 檢指標影響很小。
5.2竹漿比例大幅度提高從表1可以看出:由于65g/m2 牛皮紙的物檢標準比較低,在不加 助劑,漿料配比為竹:木=70:30的 情況下能達到標準要求,因此生產 65g/m2的牛皮紙可不加助劑◊但生 產80g/m2的牛皮紙時,由于物檢標 準比較高,過去漿料配比在竹:木 =30:70時才能達到要求,而在漿料 配比為竹:木=60:40時,若不加助 劑,耐破指數指標就達不到要求, 若加助劑L5%,耐破指數指標就都 能達到要求。
5.3生產80g/m2的牛皮紙時在相 同助劑加入量的情況下,對漿料配 比的優(yōu)化由干化漿流程上竹漿和木漿 不能完全分開,因而造成在生產過 程中竹木比例的波動較大。為此,我 們在助劑加入量為1.5%不變的情 況下,對竹木比的變化對耐破指數 的影響進行了跟蹤,得出其曲線圖。 5,3.1竹漿比例低于50%時,耐破 度指數超過物檢準線比例最低 為7.62%,最高為21.3%。這富余的 幅度就是由使用過多的木漿貢獻 的;•這也為我們降低木漿提高竹紫 比例提供了依據。
5.3.2竹漿比例在50°/70%時, 耐破度指數變化較小,比較穩(wěn)定, 超過物檢標準的比例在4.44% ~ 7.62%。
5.3.3由于本次試驗的時間較 短,并且規(guī)定竹木比為60:40,在實 際生產中竹槳比例超過70%的情況 未出現,因而對于竹漿使用比例的 最大極限沒有尋找到,這有待下一 步試驗時解決。
6經濟效果分析6.1單位成本概算竹漿單價:2.60元/kg,木漿單 價:3.50元/kg,羧甲基淀粉鈉單 價:6.50元/kg本次生產80g/m2牛皮紙試驗 過程中,竹木比的平均測試值為 竹漿:木漿=52.07:47.93,羥甲基 淀粉鈉共用了 575kg,生產80g/ m2牛皮紙39t,羧甲基淀粉鈉的實 際用量為0.575/39 x 1〇〇% = 1,47%。
不加助劑時漿料成本為:1000X 30% X 2*6 + 1 000 X 70% X 3.5=3230(元 / 噸紙)
加助劑后漿料成本為:1000 x 52.07% x 2.6+1000 x 47.93% x 3.5=303h37(元/噸紙),每啤紙增 加的助劑成本為:1.47% x 1〇〇〇 x 6.5=95.55(元 / 噸紙)。
&2經濟效益分析噸紙漿料成本節(jié)約為:3230- 3031-37-95,55 = 103.08(元/噸 紙)
投用羥甲基淀粉鈉的投 資回報率為1 03.08/95」5 x 100%= 107.88%4紙機每月生產普通牛皮紙 以400噸計,每月節(jié)約成本費用為: 103.08 ><400=41232(元)
7結論7.1在生產含竹紫比例較高的牛 皮紙時,加人羧甲基淀粉鈉助劑對 成紙耐破指數提髙明顯,使該項指 標達到要求。
7.2在生產狀況基本不變的情況 下,生產牛皮紙使用〖。5%的羧甲基 淀粉鈉,竹槳比例由過去的30%提 高到65%左右是適當的。
7.3 提高經濟效益:羧甲基淀 扮鈉應用在生產牛皮紙中,能增 加化竹槳用量,降低生產成本,產 品質量也得到保證,投資回報率 為107.88%,具有較好的經濟效 益。
7.4需要說明的是在大生產中的 試驗時間較短,對干化竹漿使用的 最大比例沒有尋找到,有待下一步 試驗時解決。