淀粉,这一高分子碳水化合物,是由葡萄糖分子聚合而成的多糖。其基本构成单位为α-D-吡喃葡萄糖,分子式为(C6H10O5)n。在造纸过程中,淀粉发挥着至关重要的作用。
淀粉主要分为直链淀粉和支链淀粉两类。直链淀粉呈现无分支的螺旋结构,遇到碘会呈现蓝色;而支链淀粉则由24~30个葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键相连结,并在支链处以α-1,6-糖苷键相连,遇到碘则呈现紫红色。
造纸过程中使用的变性淀粉有多种品种。除了层间喷涂系统使用的淀粉颗粒以悬浮液状态喷洒外,其他情况通常需要将淀粉糊化成糊液后使用。因此,在选择变性淀粉时,需要考虑以下几个关键因素:
首先,是糊液的粘度及其热稳定性。不同的使用途径对粘度有不同的要求,但都需要确保糊液具有较好的流动性。同时,稳定性也是关键,因为糊液的粘度随时间变化越小,越有利于抄造、施胶和涂布。
其次,是糊液的粘着力。这取决于淀粉的品种和所含基团的特性。粘着力的大小直接影响纸产品的质量,因此需要根据纸产品质量的要求来选择合适的变性淀粉品种。
此外,成膜性能也是需要考虑的因素。淀粉糊液在纸页内部特别是表面干燥后形成的膜对纸产品的性能有重要影响。不同品种的变性淀粉其成膜性能各异,因此需要根据纸产品的要求来合理选择。
最后,还需要考虑变性淀粉与其他化学助剂的相溶性。良好的相溶性可以确保各化学助剂在造纸过程中能够充分发挥其作用,从而提升纸产品的质量。在造纸工艺中,除了变性淀粉外,往往还需加入多种化学助剂。这些助剂需与变性淀粉良好相溶,以确保在造纸过程中能均匀分散,既不分层也不产生相斥反应。同时,变性淀粉的原料种类及其含杂量也会影响其最终产品的性质。不同原料中,直链分子与支链分子的比例会有所差异,从而制备出特性各异的变性淀粉。由于原料的差异,不同种类变性淀粉在化学结构、颗粒形态以及淀粉糊液性能等方面均呈现出显著差异。即便是相同品种的原料,若产地或生长条件不同,所制备的变性淀粉性能亦会有所不同。此外,在变性淀粉产品中,除了淀粉本身的水分外,还可能含有灰份、盐类、蛋白质、油脂等杂质。这些杂质在淀粉糊液中难以避免,会残留在纸产品的内部或表面,进而对纸产品的整体质量产生不良影响。玉米氧化淀粉作为表面施胶剂,以其价格低廉、成膜强度高、连续性好以及出色的糊液制备特性,如高浓度、良好流动性及白度高等,脱颖而出。特别是在生产高白度产品时,玉米氧化淀粉的高白度特性显得尤为突出。
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