不同分子结构与分子质量 HCS 的湿部化学行为

胶黏物可分为大胶黏物和微胶黏物，微胶黏物绝大部分以溶解或胶体的状态存在(以下统
称为溶解与胶体物质，dissolved and colloidal substances，简称 DCS)，比大胶黏物更难处
理，通常借助化学或生物的方法对其进行去除或控制，其中化学固定法因其使用方便、效
果较佳而被广泛采纳，但是由于 DCS 被固着到纸张后极有可能对纸张的强度性能产生不
良影响[1-21，因此有必要寻找一种较好的固着剂，使其既能有效地控制废纸浆微胶黏物
问题又不会使纸张强度下降。
    高取代度阳离子淀粉(highly cationic starch，以下略写为 HCS)最有可能满足这种要求。
淀粉具有类似纤维素的多羟基结构，这决定它与纸浆纤维有极好的亲和性，如果使用得
当，阳离子淀粉将是很好的纸张增强剂。另外，考虑到淀粉本身是由直链淀粉和支链淀粉
两部分组成，不同支链度的淀粉性能很不一致，那么由不同支链度制得的 HCS 的性能也
必然会有较大差别，另外分子质量不同的淀粉的性能也应该有很大的差别。已有少量文献
报道，高取代度阳离子淀粉被用于控制 DCS 具有较好的效果[3-6]，其中 V Bobacka 等报
道了用阳离子取代度为 0．8 且分子质量经氧化而降低的 HCS 产品处理过氧化氢漂白后
热机械浆中的 DCS，取得了较好的效果[5-6].但目前为止，尚没有文献报道 HCS 支链度、
分子质量、电荷密度等对微胶黏物和纸张强度性能是如何影响的。因此，本研究以不同支
链度的玉米淀粉(普通淀粉、支链淀粉和直链淀粉)作为原料，采用半干法制备了不同分子
结构的 HCS，再分别对其进行酸降解，获得不同分子质量的 HCS 系列产品，并将其应用
于废纸浆，考察 HCS 分子结构和分子质量等因素对其湿部化学行为和纸张强度的影响。
1  实验
1．1 实验原料
    普通 HCS(DS=0．65)、直链 HCS(DS=0．66)、支链 HCS(DS=0．69)均由实验室自制 。
HCS 可参照文献[7]方法制备；然后在 30℃条件下采用不同用量的酸降解 HCS，10 min 后
用 NaOH 中和，获得不同分子质量的 HCS。
    将旧报纸撕成碎片，加入一定量的 DTPA、硅酸钠、氢氧化钠、过氧化氢、脱墨剂及已加
热到 65℃的水，混合均匀后在标准疏解机中疏解 20 min。将疏解后的浆放人塑料袋中，继
续在 65℃的水浴中加热 30min。调整浆浓至 l％后放人浮选脱墨槽中，在一定的空气流量
下进行浮选脱墨，浮选时间为 15 min。脱墨后用 200 目网布过滤纸浆、挤干，平衡水分后
备用。将自制的旧报纸脱墨浆浓度稀释为 3％，测得其滤液的阳离子需求量为 3．17 mmo1
／L。
1．2 实验方法
1．2．1 HCS 的性能测试
在自制脱墨浆中加入一定量的 HCS，搅拌一定时间后稀释至 0．3％，用 SZP06 Zeta 电位
仪(BTG 公司制造)测定纤维的 Zeta 电位；用 DFR04 动态滤水仪(BTG 公司制造)测定其滤
水性能，同时收集滤液让其自然沉降 12 h 后取上层清液，分别用 Lp2000—11 型浊度仪
(Hanna 仪器公司制造)、PCD03 电荷钡 4 定仪(BTG 公司制造)对浊度和阳离子需求量进行
测定。
1．2．2 抄片、纸张物理性能的测定
    疏解后的浆料在标准纸页成形器上抄成 60g／m2 的手抄片。按国家标准方法测定纸张
物理强度性能指标。
2 结果与讨论