　作者简介

唐新峰

男

硕士研究生

主要从事再生资源化学生物学研究。

3 基金项目

制浆造纸工程国家重点实验室开放基金

( 200326)

中性造纸助剂羟丙基壳聚糖的增强作用与助滤性能

唐新峰

　杜予民

　黎厚斌

　詹怀宇

( 1. 武汉大学资源与环境科学学院 ,武汉 , 430079;

2. 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 ,广州 , 510640)

摘　要

本文通过考察羟丙基壳聚糖添加量和

值条件的变化

研究了该助剂对纸张纤维的增强作用

发现该助

剂添加量为

0. 8%

与中言条件下

增强效果较好。羟丙基壳聚糖、

羟丙基淀粉和浆料作用下的抗张指数较空白分别

提高了

24. 5%

和

12. 7% ,

耐折次数分别提高了

47. 4%

和

31. 5% ,

羟丙基壳聚糖更能提高纸张的相关力学性能。羟

丙基壳聚糖的剂量为

7m g / g

时

浆料的滤水性能提高约

19. 7%

。手抄片扫描电镜图

( SEM )

和

表明羟丙基壳聚

糖加强了纤维分子间的相互作用力和有助于形成更多的氢键。

关键词

羟丙基壳聚糖

;

纸张增强

;

湿部助剂

　　壳聚糖作为甲壳素脱乙酰基的产物 ,是从甲壳

类动物和真菌的细胞壁等物质中提取得到的唯一天

然碱性多糖

[ 1, 2 ]

。具有良好的生物相容性、

成膜性

和可生物降解性 ,在医药、

日化、

食品等诸多方面得

到了应用

[ 3 ]

。壳聚糖分子中有大量的氨基和羟基 ,

它和纤维素具有相近的分子结构 ,壳聚糖在造纸领
域的应用 ,也引起了广泛的关注

[ 4, 5, 6 ]

。Laleg等利

用壳聚糖作增强剂发现它既可提高干强又可提高湿

强及湿纸幅强度

[ 7 ]

。Mucha等则利用壳聚糖和聚乙

烯醇的共混来作为纸张增强剂

[ 8 ]

。壳聚糖与其它

有机单体的接枝共聚也作了研究

[ 9, 10 ]

。上述报道均

在酸性条件下 ,只适合酸性造纸 ,限制了其使用范
围 ,满足不了造纸环境向中性和碱性转化的趋势。

本实验室通过壳聚糖的季铵化制备出了水溶性

壳聚糖季铵盐聚电解质 ,并从分子水平研究了壳聚
糖季铵盐碱性条件下对浆料纤维的作用

[ 11 ]

,而非离

子性的水溶性壳聚糖衍生物作为造纸助剂的研究未

见报道。本文通过对壳聚糖进行化学改性 ,在保留
一定氨基的基础上 ,引进了羟丙基这一非离子基团 ,
增大分子间接触的空间位阻 ,降低壳聚糖分子间的
结晶性能 ,从而制备出了水溶性壳聚糖衍生物羟丙
基壳聚糖。羟丙基壳聚糖适合在中性和碱性环境中

造纸 ,拓宽了壳聚糖的应用范围 ,而且非离子基团也
能强化助留、

助滤等性能

[ 12 ]

,会比一般壳聚糖具有

更优良的应用效果。

1　实验部分

1. 1　实验材料

壳聚糖 (分子量 28 万 , DD 为 92% ) 购自浙江

澳兴生物科技有限公司。

异丙醇 ,环氧丙烷 ,丙酮 , NaOH等为化学纯。
浆料 :漂白硫酸盐苇浆 ,武汉晨鸣纸业提供 ,打

浆度 33°

SR。

1. 2　试验方法

1. 2. 1　羟丙基壳聚糖 : 在实验室自制而成 ,白色粉

末状固体。

制备方法

[ 3 ]

:将壳聚糖加入带回流搅拌的三口

反应瓶中 ,再加入一定量的 20%的氢氧化钠溶液和
异丙醇 ,于室温下搅拌 30m in后 ,加入过量的环氧丙
烷 ,室温下反应 1h后于 45℃下再反应 2h。反应停
止后用 1: 1的盐酸中和反应体系至 pH = 7,产物用
丙酮充分洗净后 ,在 60℃下真空干燥得到白色粉末
状固体。

1. 2. 2　打浆、

抄片

在 PF I( ES instruments inc. )型磨浆机上打浆 ,

打浆至 33°

SR ( 30℃) ;取一定量的浆料疏解 ,经纤维

长度分析仪 ( KAJAAN FS

% 200 Finland)测定 : 在

0. 2

% 7. 2mm的纤维中 ,重均长度为 0. 87mm,数均

长度 0. 55mm ,在 0

% 7. 2mm 的纤维中 ,重均长度

0. 81mm , 数均长度为 0. 39mm。用水把浆料配成

0. 2% (w /w ) 的浆料备用。按标准方法抄片 , 定量

Pap e r S c ience & Techno logy

　2005

V o l.

N o.