( b)

羟丙基壳聚糖处理后的纸页

图

　纸张拉断处的断面扫描电镜

间的分子作用力较强 ,这一现象指出 :助剂的加入增
加了纤维间的结合能力。这一结果也是与表 1相一
致的。

2. 2　羟丙基壳聚糖对滤水性能的作用

羟丙基壳聚糖能明显地提高纸页的力学性能 ,

说明该助剂与浆料间存在着强烈的相互作用 ,这些
作用也必然会改变浆料底物界面性质 ,从而引起新
的界面现象的发生。因此我们也考察了羟丙基壳聚
糖在湿部体系中对浆料的絮凝及其助滤性能 ,为其
作为造纸湿部助剂提供相应的理论依据。

2. 2. 1　絮凝实验

图

值和助剂用量对浊度的影响

　　由图 2可以看出 ,在同一 pH 值下 ,随着羟丙基

壳聚糖的加入量的增加 ,体系的浊度不断下降至一
最小值然后略有上升。这说明助剂和纤维絮凝作用
比较明显 ,助剂与纤维之间有较强的结合 ,但是过多
的添加量反而导致浊度上升 ,这可能是羟丙基壳聚
糖的过度吸附致使浆料的 Zeta电位反转 ,即细小纤
维带上正电荷 ,因此斥力上升 ,细小纤维的静电稳定
性提高 ,絮凝下降。图 2 也显示 pH 对其絮凝力有

一定的影响 ,当体系的 pH 高时 ,其浊度高。这可能
是因为碱性提高 ,纤维表面负电位提高 ,导致斥力
大 ,细小纤维稳定 ,所以浊度相应要高一些。

2. 2. 2　羟丙基壳聚糖对打浆度的影响

图

　羟丙基壳聚糖的加入量对打浆度的影响

　　在浆料体系的温度和浓度一定的情况下 ,图 3

显示 :随着助剂量的不断加大 ,体系的打浆度值下降
比较明显 ,最后保持不变 ,即羟丙基壳聚糖能提高浆
料的滤水性能。当羟丙基壳聚糖剂量为 7mg/ g时 ,
浆料的滤水性能提高约 19. 7%。这是由于羟丙基
壳聚糖能够吸附在纤维表面 ,特别是细小纤维粒子
上 ,诱导纤维、

细小纤维絮聚 ,其结果是导致纤维底

物的极性下降 ,水化作用减小 ,脱水能力的加强 ,此
外由于絮聚物的生成 ,细小纤维的比表面积下降 ,滤
水速度提高

[ 14 ]

。该现象说明羟丙基壳聚糖有助于

提高抄纸的速度 ,降低能耗。

2. 3　羟丙基壳聚糖与浆料间的作用力

造纸纤维系浆料分子中含有大量的羟基 ,少量

的羧基及醛基 ,而羟丙基壳聚糖分子中含有大量的
羟基、

氨基 ,二者间存在着多种作用力 ,如氢键、

离子

键及共价键。

　　我们通过对手抄片进行红外光谱分析 (图 4) ,

考察了羟丙基壳聚糖增强的作用机理。实验发现 :
加入助剂后 ,主要吸收峰没变 ,未发现新峰的出现。
说明助剂加入浆料中没有形成新的化学结构 ,即没
有新的共价键形成。这一结论与文献 5有一定的差
异 :该文献认为壳聚糖作为湿纸幅增强剂 ,主要是由
于二者间形成了共价键 (酰氨键及西佛碱 ) 。这种
差异可能是由于本实验中使用的浆料分子中羧基、
醛基含量低的缘故。但是加入助剂的纸页红外图谱
在 3 403cm

- 1

处的吸收峰有所变宽 ,稍微向低波数移

动 ,即图中由 3 412cm

- 1

向 3 403cm

- 1

移动。这一现

象说明 ,助剂加入浆中后 ,羟丙基壳聚糖与纤维形成
了更多的氢键。由此 ,我们认为羟丙基壳聚糖提高
纸页干强度的主要原因是氢键作用所致。

Pap e r S c ience & Techno logy

　2005

V o l.

N o.