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                两性瓜尔胶接枝共聚物对桉木浆的助留性能研究

                发布日期:2015-03-27 15:37:39
                接枝共聚物
                天然瓜尔胶(GG)具有可生物降解、无毒』以及耐 剪切力的优点[1]。但其可生物降解性使其在存放过程中分子量逐渐减小,从而降↘低了絮凝效率。经化学改性两性瓜尔胶接枝共聚物(LGG -g- PAM)克服了此缺点。在同一瓜尔胶分子链中同时 接上阴离子、季铵型阳离子取代基和丙烯酰∏胺助强 基团,使合成聚合物既有多糖化合物的分子间的作 用力★与反应性,又有合成髙分子的机械性、与生物作 用的稳定性及线形链展开能力[2],采用这种改性ㄨ方 法,通过选择不同的单体,控制适当的接枝频率、接 枝率和支链平均分子量,可以制得具有独特性能的 产品t3】。
                本文利用实验室自制的两性瓜尔胶接枝共聚物 (LGG-g-PAM)对桉木浆的助留性能以及影响因 素进行了研究
                1实验
                1.1实验原料 1.1.1助剂
                LGG-g -PAM:实验室自制;羧甲基瓜尔胶 (CMGG):实验室自制;聚ξ 合氯化铝(PAC):由任丘 市北方化工有限公司提供,淡黄色粉末,电荷密度 5.81 mmol/g0 1.1.2浆料
                漂白辑木浆板通过Valley打浆机打浆,打浆度 为41.5 ? SR,细小纤维含◇量18.2%。其中打浆和 细小纤维含量的测定分别依照TAPH标准T 200 om -89 和 T 261 cm -94。
                1.2实验方法 1.2.1浆料的疏解
                将一定量的湿浆置于标准纤维疏解器中,加自 来水以1.2% (相对于绝干浆)的浓度疏解30000 转,然后稀释到0.5%。浆料的温度为 1.2.2滤水性能和留着率的测定
                浆料的滤水性Ψ 能通过打浆度来反映,其实验方 法参照 GB/T 3332 - 2004。通过 Electro - Craft? Motomaticll动态滤水仪(DDJ)来测量细小纤维首程 留着率(FPR)W。把处理好的浆料倒入▅DDJ,设定 好转速[51,滤液的收集采用TAPPI标准T 261 cm - 94。重量法测定滤液中的总悬浮物(TSS)含量的误 差较大,因此利用HACH 2100P浊度仪测定100ml 滤液的浊度[5],然后根╲据浊度与TSS的回归方 程计算出不同浊度所对应的悬浮物,进而求出 细人比人真是气死人啊小纤维的FPR。
                为了确定LGG-g-PAM的结构,对CMGG和 LGG-g-PAM做了红外光谱分析,结果如图1。从 图1可知,LGG-g-PAM在1455CHT1处出现了- CH2-N + (CH3)3亚甲基的弯曲振动吸收峰,为阳 离子单体DMC的特征吸收峰,2951CHT1和2876 cnT1归因于-CH,的伸缩振动,1488 cnT1是甲基中 C-H变形振动吸收峰,说明乙烯基阳离子单体 (DMC)成功接枝到 CMGG 上;1678 cra'1420 cnT1和3182 cnT1处为酰胺基团中C=0、C -N和
                80604020 %/备^阐
                2.3.2 LGG-g-PAM用量对FPR的影响 CMCC从图3可以看出,随着LGG-g-PAM用量的
                不断增加,细小纤维的FPR也随之上升说道,但当用量 为0.02%时FPR提高30. 3% ,之后增加幅度明显 减小。所以LGG-g-PAM的用量控制在0.02% - 0.06%较为适宜。
                N-H伸缩振动的吸收峰,说明丙烯酰胺(AM)也成 功接枝到CMGG上。由红外光谱图可知,本实验所 得产物为两性聚合物LGG - g - PAM。
                0500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
                波数/cnT1
                图1 LGG-g-PAM和CMGG的红外光谱图 2.2回归方程的建立
                当滤液浓度较低时重量法测定◣浓度的误差大, 而浊度是滤液中悬浮物(TSS)使穿过其中的光发生 散射的能力,它能间接反映滤液的浓度,通过建立浓 度与浊度的回归□ 方程就可以快速、较准确地得出滤 液浓度。具体方法参◥照HACH Method 8366。
                表1TSS与浊度的回归方程
                浊度(NTU)回归方程R2
                C = 1.4628T+4.735.0.9909
                2.3两性瓜尔肢的助留性能及影响因素 2.3.1 PAC对FPR的影响
                为了使体系中阴离子物质对助剂的干扰降到最 小,因此加入PAC进行预处却并不搭理理。PAC不仅pH适用 范围广,在中碱性条件下作为阴离子垃圾捕集剂的 效果最好,而且它首先中和阴离子胶体物质,其次是 细小纤维。由图2可见,加入PAC对细小纤维的 FPR没有影响,比起助剂在废新不会让大家因我而羞闻纸浆中加入PAC 有明显的效果,在桉木浆中,PAC的加人对FPR的 作用不大,说明@ 在桉木浆中,阴离子垃圾比较少,对 助剂的干扰也很少,当PAC用量大于0.6%时,细小 纤维的FPR会降低。综合考虑,对于桉木浆的助 留,在下面的实验中不用添加PAC。
                图2 PAC用量对FPR的影响.
                助剂为LGG-g-PAM;浆料?11=7.6;电导率:2000蚪8/ cm; DDJ 转速 750r/min
                图3 LGG-g-PAM用量与FPR的关系 PAC用量0%;浆料pH=7.6;电导率jOOt^s/cm; DDJ转速 750r/min
                2.3.3浆料电导率与FPR的关系
                无机电解质和低分子量的有机离子(如乙酸 盐)能降低阳离子聚合物与纤维之间的静电作用, 从而削弱阳离子聚合物的絮凝效果[7]。盐浓度的 大小可以通过电导率来反映,并ㄨ且还可以改变聚电 解质的构象。因此他却清楚用氯化钠调节浆料体系的√电导 率,以模拟纸机刹那间白水中的盐浓度。如图4所示,当电 导率初始值◣为188uS/Cm时,细小纤维的FPR髙达 89.06%,但当电导率上升到2000uS/cm,FPR仅下 降了 6.4%,随后电导率对FPR的影响不大。因此, LGG-g-PAM作为一种低阳电荷密度的接枝共聚 物受体系高电导率的影响较小。
                图4电导率对FPR的影响 PAC 用量 0% ;LGG-g-PAM 用量 0.06% ;浆料 pH = 7.6;DDJ 转速 750r/min
                2.3,4体系pH对FPR的影响
                85-|
                24681012
                PH
                图5 pH对FPR的影响
                PAC 用童:0%; LGG-g-PAM 用置 0.06%;电导率:
                2000jis/cm; DDJ 转速 750r/min
                如图5所示,当pH升高时,纤维的阴电荷也随 之增加这将更加有利于纤维和LGG-g-PAM之间 牢固的结合。但其带有的阳电荷很少,所以对体系 细小纤维的PFR影嘴角又流出了鲜血响不是很大。当pH大于8时, FPR明显表现为下降趋势,推测可能是纤∏维上的竣 基大量离解以-COO -的形式存在这一跃就是两米来高,在纤维周围形 成大才可以初步心里有底量双电层,细小组分充分分散,不利于共聚物发 挥助▼留作用。总的来说,系统的pH控制〓在中性范 围还是比较有利于助剂作用的发挥。
                3结论
                3.1在桉木浆中,接枝共聚物LGG-g-PAM不需 要和阴离子垃圾捕集剂PAC配合使用,当其用量为 0.02%时,细小纤维的FPR较空白提髙了 30.3%。 3.2当体系加入PAC和LGG-g-PAM分别为 0% ,0.06%时,PH对细小纤维FPR影响较小,中性 范围有利于助剂作用的发挥。
                3.3当电导率较低时坚毅,FPR可以达到89.1%,但随 着电导的升高FPR逐渐降低,在2000 -6000uS/cm 之间时,FPR变化平缓,当超过6000nS/cm时,FPR 下降幅度较大。