一種以廢報(bào)紙或廢靜電復(fù)印紙為原料制備納米纖維素造紙助劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及制漿造紙領(lǐng)域，具體涉及是一種以廢報(bào)紙或廢靜電復(fù)印紙為原料制備 納米纖維素造紙助劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今全世界范圍內(nèi)都面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題和資源的持續(xù)利用問(wèn)題，利用廢棄物 制備新材料及對(duì)其再加工和循環(huán)利用日益受到重視。紙?jiān)偕镁哂型顿Y省、能耗低、節(jié)約 原料、降低化學(xué)藥品的消耗、保護(hù)森林資源等優(yōu)點(diǎn)，因此，廢紙回用日益受到造紙工業(yè)的重 視。據(jù)中國(guó)造紙協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)2011-2020年我國(guó)紙品廢棄量將達(dá)53598萬(wàn)噸，而用于再生資源 造紙的國(guó)廢回收率僅為43. 8%，廢紙的回收利用存在巨大潛力。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民生 活質(zhì)量的提高，對(duì)各種具有特殊功能的紙張品種及用量的要求越來(lái)越大，現(xiàn)代化的工業(yè)技 術(shù)和生活方式對(duì)紙張的性能提出了許多新的要求，而這些要求幾乎都要通過(guò)添加各種功能 的造紙助劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。我國(guó)造紙助劑的開(kāi)發(fā)起步較晚，雖然近年來(lái)我國(guó)造紙工業(yè)持續(xù)高速發(fā) 展，但是總體情況是數(shù)量少、品種不多，并不能滿足造紙行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品更新?lián)Q代的要 求。由于造紙助劑品種單一、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定使得制得的紙張的性能不能滿足市場(chǎng)需求的 問(wèn)題日益突出。目前，環(huán)保綠色、并且能夠有效的提高紙張性能的造紙助劑的開(kāi)發(fā)日益受到 人們的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種以廢報(bào)紙或廢靜電復(fù)印紙為原料制備納米纖維素造紙 助劑的法，不僅能夠解決由于目前造紙助劑品種單一、質(zhì)量不穩(wěn)定造成制得的紙張性能不 盡人意的問(wèn)題，而且能夠更好的利用廢紙，提高廢紙的利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種以廢報(bào)紙為原料制備納米纖維素造紙助劑的方法，其特征在于，以廢報(bào)紙為 原料，經(jīng)過(guò)脫墨、酸水解制得，具體步驟如下：
[0006] A、脫墨
[0007] 將廢紙碎片放入70-80°C的熱水中調(diào)成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5-8 %的紙漿濃度，然后加入占 廢紙碎片質(zhì)量4-6%的NaOH、10-12%的H202、8-10%的Na2Si0 3;充分混合后進(jìn)行疏解處理； 再將疏解所得的漿料在70-80°C條件下恒溫反應(yīng)50-60min ;將反應(yīng)后的漿料洗至中性，備 用。
[0008] B、酸水解
[0009] 將步驟A脫墨處理后的漿料在-2-0°C的冰浴下，與質(zhì)量濃度55-65 %的濃硫酸按 1:8的質(zhì)量比進(jìn)行混合，所述濃硫酸是按l-2ml/s的速度緩慢地滴加入漿料之中，冰浴攪拌 5-10min，然后在40-50°C熱水浴攪拌水解50-60min，水解后離心，收集沉淀，并將沉淀洗滌 至中性，最后經(jīng)超聲處理得納米纖維素懸浮液；所述納米纖維素懸浮液經(jīng)濃縮、干燥即得納 米纖維素。
[0010] 作為優(yōu)選，所述脫墨步驟中，漿料濃度為5%，NaOH用量為5%、H20 2用量為10%、 Na2Si03用量為10%，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為60min。
[0011] 作為優(yōu)選，所述脫墨步驟中疏解機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min，疏解時(shí)間為45min。
[0012] 作為優(yōu)選，所述酸水解步驟中，濃硫酸的濃度為61%，冰浴攪拌時(shí)間為lOmin，熱 水浴溫度為40°C，熱水解時(shí)間為60min。
[0013] 本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)一種以廢靜電復(fù)印紙為原料制備納米纖維素造紙助劑的方 法，其特征在于，以廢靜電復(fù)印紙為原料，經(jīng)過(guò)脫墨、酸水解制得，具體步驟如下：
[0014] A、脫墨
[0015] (1)將廢靜電復(fù)印紙粉粹后，于常溫水中浸泡20-24h，浸泡后加水將紙漿濃度調(diào) 至 12-15% ;
[0016] (2)將步驟⑴的紙漿進(jìn)行打衆(zhòng)、疏解，疏解完成后所得漿料待用；
[0017] (3)向步驟⑵的漿料中加入占廢靜電復(fù)印紙質(zhì)量1-2%的NaOH、2_4%的 Na2Si03、0. 5-L 5% 的 Η202、0· 4-0. 6% 的 EDTA，調(diào)整漿濃為 2-4%，然后在 60-70°C 的恒溫水 浴攪拌反應(yīng)50-60min ;
[0018] (4)將步驟（3)反應(yīng)后紙漿倒入洗漿袋中洗滌至中性，待用；
[0019] B、酸水解
[0020] 將步驟A脫墨處理后的漿料在-2-0°C的冰浴下，與質(zhì)量濃度55-65 %的濃硫酸按 1:8的質(zhì)量比進(jìn)行混合，所述濃硫酸是按l-2ml/s的速度緩慢地滴加入漿料之中，冰浴攪拌 5-10min，然后在40-50°C熱水浴攪拌水解50-60min，水解后離心，收集沉淀，并將沉淀洗滌 至中性，最后經(jīng)超聲處理得納米纖維素懸浮液，所述納米纖維素懸浮液經(jīng)濃縮、干燥即得納 米纖維素。
[0021] 作為優(yōu)選，所述脫墨的步驟（3)中紙漿濃度為2. 5%，NaOH的用量為1 %，Na2Si03的用量為3%、H202的用量為1%、EDTA的用量為0.4%，恒溫水浴溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間 60min〇
[0022] 作為優(yōu)選，所述酸水解步驟中，濃硫酸的濃度為60 %，冰浴攪拌時(shí)間為lOmin，熱 水浴溫度為40°C，熱水解時(shí)間為60min。
[0023] 本發(fā)明還請(qǐng)求保護(hù)一種造紙方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0024] (1)以火柴棒大小的國(guó)產(chǎn)桉木為原料，將其加入蒸煮罐中，以絕干材100g為計(jì)，向 蒸煮罐中加入150g/L的NaOH 102. 7ml，70g/L的Na2S 82. 7ml，加水調(diào)至液比為1 : 4-5， 混合均勻后，開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度上升到118-122Γ時(shí)，打開(kāi)放氣閥，放氣4-5min，然后關(guān)閉放 氣閥繼續(xù)加熱至140-145°C并保溫50-60min，最后升溫至155-160°C并保溫1. 5-2h ;
[0025] (2)將蒸煮罐中的漿料取出用水洗至中性，并將漿濃調(diào)為8-10%，待進(jìn)一步漂白；
[0026] (3)將步驟⑵的漿料放在壓力反應(yīng)釜中，加入占國(guó)產(chǎn)桉木原料質(zhì)量0.5-1%的 硫酸鎂、3-4 %的NaOH，在0. 6-0. 8MPa的氧氣條件保護(hù)下，將反應(yīng)釜升溫至80-85°C并保溫 80-90min，將反應(yīng)后的漿料經(jīng)打漿、疏解后所得紙漿待用；
[0027] (4)取步驟（3)制備的紙漿用攪拌機(jī)不斷攪拌的同時(shí)向疏解后的漿料中加入占國(guó) 產(chǎn)桉木原料質(zhì)量3-5%納米纖維素，疏解機(jī)疏解10min，結(jié)束后用PK-3A抄片器抄成定量為 60g/m2的紙頁(yè)，并于9〇-98°C下真空干燥8-9min，即得干燥的紙頁(yè)。
[0028] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
[0029] 1)本發(fā)明提供一種在造紙紙漿中添加納米纖維素作為助劑制備的性能優(yōu)異的紙 張，其主要性能為：抗張指數(shù)在82-95N · m · g 1之間，撕裂指數(shù)在21-24mN · m 2 · g 1之間，耐 折度為35-40次。
[0030] 2)本發(fā)明納米纖維素是一種天然無(wú)污染的有機(jī)材料，用其作為造紙助劑，能夠減 少紙張的制備和使用帶來(lái)的污染，是一種綠色環(huán)保的造紙助劑。
[0031] 3)本發(fā)明制備納米纖維素所用的原料為廢紙，不僅使得廢紙可以再次利用，而且 有效的提高其利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，為廢報(bào)紙的利用提供了一種積極的制備方法。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1是廢報(bào)紙?jiān)诿撃皰呙桦婄R下的效果圖。
[0033] 圖2是廢報(bào)紙?jiān)诿撃髵呙桦婄R下的效果圖。
[0034] 圖3是納米纖維素原子力顯微鏡圖1。
[0035] 圖4是納米纖維素原子力顯微鏡圖2。
[0036] 圖5是脫墨前的廢靜電復(fù)印紙掃描電鏡圖。
[0037] 圖6是脫墨后的廢靜電復(fù)印紙掃描電鏡圖。
[0038] 圖7是X衍射分析圖。
[0039] 圖7中，J :是廢靜電復(fù)印紙JT :脫墨后的廢靜電復(fù)印紙。
[0040] 圖8是紅外光譜圖。
[0041] 圖8中，J :廢靜電復(fù)印紙JT :脫墨后的廢靜電復(fù)印紙X :純纖維素。
[0042] 圖9是原子力顯微鏡掃描圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 一種以廢報(bào)紙為原料制備納米纖維素造紙助劑的方法，以廢報(bào)紙為原料，經(jīng)過(guò)脫 墨、酸水解制得，具體步驟如下：
[0046] A、脫墨
[0047] 1)實(shí)驗(yàn)原理：將粘附在纖維表面的油墨粒子通過(guò)化學(xué)藥品、機(jī)械外力和加熱等作 用是其與纖維分離，并從紙漿分離出去的過(guò)程。
[0048] 2)儀器設(shè)備：疏解機(jī)、恒溫水浴鍋、分析天平、玻璃棒
[0049] 3)化學(xué)藥品：NaOH、N