1. 研究目的与意义
α-淀粉酶酶解淀粉在造纸上的应用始于上世纪70年代,并且较多用在表面施胶上面,用以切断α-1,4-糖苷键,使得淀粉的粘度降低、流变性提高、固含量提高,施胶纸页的挺度提高、成本相应降低,特别是在低定量纸中的施胶应用。
生物淀粉酶在高效、有效以及环境友好等方面均表现出极大优势,因此酶解淀粉在表面施胶中的应用有着美好的前景。
另一方面,由于淀粉的不透明度较低,亲水能力比较好,而定量较低的纸,如圣经纸通常对纸张的不透明度要求较高,因此本课题利用钛白粉与酶解淀粉复配用以提高低定量纸的不透明度,并添加一定比例的合成表面施胶剂综合提高其抗水性能,探讨酶解淀粉用于低定量纸的施胶效果,分析酶解淀粉对于纸张低定量化的实际应用可能。
2. 国内外研究现状分析
钛白粉的折射率较其他造纸填料要高得很多,因此即使只用很少的量,对于纸张不透明度的改善也很明显,但是由于其成本较高,因此钛白粉仅在一些高质量纸种中应用较多。
与钛白粉相比,碳酸钙的成本低廉、来源广泛、白度及不透明度较好,因此国内外用的较多的是对碳酸钙填料进行高聚糖包覆改性用以浆内施胶或者表面施胶改善纸张的相关性能。
如王慧萍等利用阳离子淀粉对研磨碳酸钙进行包覆改性,数据表明加填纸张的抗张、耐破、留着均有提高,白度略有降低。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容: 确定酶改性工艺,单因素探讨其与钛白粉的混合比例、混合搅拌时间以及混合搅拌转速,根据施胶纸页的不透明度、表面强度以及抗张耐折、吸水性等指标综合确定比较好的混合工艺条件;固定酶解淀粉与钛白粉的混合工艺,继续对合成表面施胶剂的复配比例等单因素进行探讨,尝试分析几种常用合成表面施胶剂的应用效果,最终确定较佳的复配工艺,用于低定量纸的表面施胶,要求低定量纸张的挺度好、不透明度高、抗水性能佳;根据上述的工艺条件,从成本、设备、实际生产角度综合分析此表面施胶工艺的实际操作可能性,分析这种复配工艺对于纸张低定量化的意义。
研究计划:①准备工作阶段:阅读相关资料,了解研究课题的相关基本知识,并撰写开题报告和论文综述;②实验阶段:根据实验方案进行实验,并处理实验数据;③撰写毕业论文阶段:根据实验和数据整理并撰写论文;④交审毕业论文阶段:答辩阶段:交论文,审核,准备答辩。
4. 研究创新点
生物酶解淀粉是新生的一种变性淀粉,淀粉改性效果好,工艺简单,操作安全性高,废水处理简单,与原淀粉表面施胶相比,酶解淀粉糊液粘度低,渗透性好,流动性好,有利于纸张强度性能的提高。
钛白粉作为一种高折射率填料,能够有效提高纸张的不透明度,将其与酶解淀粉复配,并添加一定比例的合成表面施胶剂,理论上能够得到不透明度高、抗水性能优、其他强度指标相对较好的表面施胶纸,特别是对于低定量纸而言,这种新的表面施胶配方工艺为纸张的低定量化提供了较大的支撑。
