細(xì)菌纖維素的分散及其在造紙中的應(yīng)用研究.pdf

1、細(xì)菌纖維素(BacterialCellulose,BC)是一種純度很高的天然有機(jī)高分子化合物,它具有和植物纖維相同的化學(xué)分子鏈結(jié)構(gòu),但由于其纖維直徑非常小,是目前已知的世界上最細(xì)的纖維,因此又具有納米材料的特殊性質(zhì),如比表面積大、表面電荷高、吸附性能好等。細(xì)菌纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)單一、楊氏模量大、持水性好,又可以生物降解,是一種新型有機(jī)綠色環(huán)保材料,因此可作為紙張?zhí)砑觿┯迷谠旒埞I(yè)中。
　　 本文主要以細(xì)菌纖維素為對象,研究了其結(jié)構(gòu)形

2、態(tài)、染色方法、分散方法、電化學(xué)性質(zhì)、與植物纖維配抄成紙強(qiáng)度等內(nèi)容,并分析其發(fā)生或形成的機(jī)理。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,細(xì)菌纖維素中因?yàn)椴缓邪肜w維素、木素等物質(zhì),而用赫氏試劑無法染色,但可以用活性染料染色,效果明顯,活性染料直接與纖維素分子作用生成共價(jià)鍵結(jié)合,具有顏色鮮艷,勻度好,牢度高,不易掉色等優(yōu)點(diǎn)。與植物纖維配抄到紙張中可用肉眼看出纖絲狀的細(xì)菌纖維素,結(jié)果非常直觀。
　　 在細(xì)菌纖維素分散體的制備中,酸處理、堿處理、超

3、聲波分散等方法效果都不明顯,機(jī)械分散法效果最明顯,尤其是標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器,經(jīng)過高速勻漿攪拌之后細(xì)菌纖維素濕膜就可以成為絮狀懸浮液,經(jīng)過PFI磨打漿處理的細(xì)菌纖維素受到“摩擦變形效應(yīng)",呈膏體狀態(tài),纖維被分散的更細(xì)更小,配抄到植物纖維之中成紙的強(qiáng)度性能更好。
　　 細(xì)菌纖維素表面帶有比植物纖維高一個(gè)數(shù)量級的羥基,因此可形成的氫鍵也比植物纖維多,使細(xì)菌纖維素的電化學(xué)性質(zhì)與植物纖維相比有很大的不同。相同濃度的細(xì)菌纖維素懸浮液和植物纖維懸

4、浮液相比,細(xì)菌纖維素的ζ-電位低于植物纖維,陽離子需求量高于植物纖維,電導(dǎo)率大于植物纖維,而pH值的變化與纖維種類相關(guān)性不大,基本都保持在7左右,因此細(xì)菌纖維素在水中也是呈中性的。
　　 細(xì)菌纖維素添加入紙張中作為增強(qiáng)劑效果非常顯著。當(dāng)細(xì)菌纖維素的添加量為3%時(shí),紙張的增強(qiáng)效果明顯。此時(shí)抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、耐破指數(shù)、耐折度等各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)均有所上升,與空白樣相比,抗張指數(shù)增加了40.73%,撕裂指數(shù)增加了40.91%,耐破指數(shù)增加

5、了38.31%,耐折度增加了23.21%。將PFI磨打漿處理的細(xì)菌纖維素添加到植物纖維中時(shí),抄出的紙張強(qiáng)度指標(biāo)也有明顯上升,與空白樣相比,抗張指數(shù)增加了77.57%,撕裂指數(shù)增加了20.41%,耐破指數(shù)增加了38.23%,耐折度增加了25.32%。與未經(jīng)打漿處理相比,PFI磨打漿后的細(xì)菌纖維素分散性更好。
　　 目前此類課題研究的一個(gè)盲點(diǎn)是細(xì)菌纖維素在紙頁中留著率的測定。雖然染色的方法可以定性表示細(xì)菌纖維素在紙頁中的分布情況,但