合强度骤然增加 。尤其是 ,干燥温度为 70 ℃时 ,含
有 2. 0 g/m
2
天然玉米淀粉手抄片的内结合强度得
到显著改善 。尽管在这个温度下淀粉没有完全凝胶
化 ,膨胀的淀粉粒子对层间结合强度的改善贡献很
大 。在 80 ℃下 ,当淀粉喷淋量为 1. 5 g/m
2
时 ,可获
得较高的层间结合强度 ,即此时 2. 0 g/m
2
的淀粉喷
淋量赋予较低的层间结合强度 。这最有可能是由于
喷淋 2. 0 g/m
2
淀粉的纸页缺少水分 ,不能使淀粉颗
粒充分凝胶化 。在 80 ℃以上 ,随着温度的升高 ,含
有 2. 0 g/m
2
淀粉的双层手抄片的 Scott内结合强度
经过最高点后显著下降 ,这应归因于纸页中水分的
快速蒸发限制了淀粉的凝胶化 。在所有不同淀粉喷
淋量下可检测到 ,在高的干燥温度下层间结合强度
都会下降 。这就表明 ,湿纸页在比淀粉的凝胶化温
度大约高 10 ℃下缓慢干燥可最大限度地改善喷淋
淀粉纸页的层间结合强度 。
图 3所示为在不同干燥温度下 ,纸页干度随干
燥时间的变化关系 。很明显 ,在高的干燥温度下纸
页干 度 增 加 更 快 。干 度 几 乎 是 线 性 增 加 直 至 达
到 90
%
。
图 3 干燥时间对双层纸页干度的影响
淀粉凝胶化时 ,纸页在凝胶化温度以上的一段
时间内有充足的水分是必需的 。在高温下干燥纸页
将会提高纸页温度以及增加干燥速率 ,但是常常会
导致淀粉的凝胶化不充分 。这是由于在高温下纸页
中的水分蒸发太快而不能使淀粉充分凝胶化 。随着
淀粉喷淋量的增加 ,在高温下干燥对层间结合强度
改善的不利影响会增大 ,因为有更多的淀粉颗粒争
夺水分 。这就可以解释当淀粉喷淋量最大时 ,为什
么在 100 ℃下干燥时的层间结合强度与最大层间结
合强度的差别比较大 (图 2) 。这也很清晰地表明 ,
为了使喷淋淀粉能最大限度地改善层间结合强度 ,
需要降低干燥温度或降低淀粉的凝胶化温度 。
3. 3 淀粉混合体系的影响
进入干燥部时较低纸页干度和相对较低的干燥
速率对于天然淀粉有效的凝胶化是必需的 ,很明显 ,
采用这些手段是不实际的也是不经济的 。当采用较
高的干燥温度时 ,将比未经处理的淀粉有较低凝胶
化温度的氧化淀粉混合作为一种考察改善层间结合
强度的方法 。可以想象 ,较低凝胶化温度的淀粉在
当纸页中含有较多的水时就会凝胶化 。并且这也将
会降低 具 有 较 低 凝 胶 化 温 度 淀 粉 凝 胶 化 需 要 的
水量 。
图 4所示为 OCS
2Ⅱ与 NCS的混合比率对双层
纸页层间结合强度的影响 。
图 4 NCS中混入 OCS
2Ⅱ对双层手抄片 Scott内
结合强度的影响
单独喷淋氧化淀粉比单独喷淋 NCS有较低的
层间结合强度 ,因为氧化淀粉比 NCS有较低的成键
潜能 ;并且当淀粉喷淋量为 1. 5 g/m
2
时 ,这种差异
最大 。当喷淋淀粉量分别为 0. 5 g/m
2
和 1. 0 g/m
2
时 ,混入 OCS
2Ⅱ对层间结合强度没有显著改善。然
而 ,喷淋淀粉为 1. 5 g/m
2
时 ,层间结合显著提高。含
有质量分数为 40
%
的 OCS淀粉 ,喷淋量为 2. 0 g/m
2
时可获得最大的层间结合强度 ,这是没有预想到的 。
因为当 使用 NCS 时 , 喷淋量从 1. 5 g/m
2
变 化 到
2. 0 g /m
2
降低了连接强度 (图 1 和图 2) 。这表明 ,
当喷淋混合淀粉时 ,几乎所有的淀粉都得到凝胶化 。
这也证明当需要喷淋大量的淀粉时 ,将具有较低和
较高凝胶化温度的 2种淀粉混合来改善层间结合强
度是非常有效的 。混合 2种不同的淀粉使混合淀粉
2个阶段的凝胶化 ,并且这也使 2 种淀粉都能更有
效的凝胶化以及有利于改善纸页的层间结合强度 。
当 OCS
2Ⅰ与 NCS一起使用时 ,可以发现对层
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造 纸 化 学 品
第
20
卷