次氯酸钠氧化酶解淀粉及其表面施胶性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

本次研究以次氯酸钠氧化酶解淀粉，制备出一种高固含量，低黏度、高黏结力、低成本、较好流变性的改性淀粉，用于表面施胶，以较好提高纸张的抗张强度和表面强度，改善纸张性能。

意义在于表面施胶可以弥补我国大量使用非木材纤维和废纸浆所引起的系列问题, 赋予纸张优异的性能, 是适应我国目前造纸及相关行业发展需求的,同时也符合国际造纸业发展的大趋势。由于环境、生产成本、作用效果等多重因素制约，使用较多的传统氧化、阳离子类淀粉施胶剂的发展遇到瓶颈。生物工程的出现，大大改善了传统施胶的作用效果。以淀粉为原料，氧化、酶解多重作用对施胶性能作出质的改进，赋予纸张更多更好的物理性能。

2. 国内外研究现状分析

现国内外对于本课题的研究基本保持在独立状态，即氧化和酶解两个领域的深度再探讨。其中氧化淀粉研究工艺最早追溯到1829年，而生物酶解淀粉尤其是应用为造纸表面施胶剂的研究相对滞后许多。

氧化淀粉的研究：孟平蕊等利用高锰酸钾制得氧化淀粉胶，经脲醛胶改性后能明显提高淀粉胶的粘接强度、抗水性，且缩短了自然干燥时间，可用作壁纸胶。李广芬等以 naclo 为氧化剂制得胶黏剂，具有理想的流变性，明显提高白度、表面光洁度及纸的平滑度，为高质量的印刷提供了平稳、良好的表面。杨秀芳发现淀粉经有效氯为 6% ～9%的次氯酸钠氧化后制得羧基质量分数为 0.22% 的氧化淀粉，经改性后用作纸浆添加剂，有效提高纸张性能。针对氧化淀粉在冷水中溶解分散性差的特点，王永利等通过对氧化淀粉的羟丙基改性，制得羟丙基氧化淀粉用于纸张表面施胶和涂布黏合，能有效改善纸张的耐磨损性能、手感及纸张平滑度等物理性能，减少纸张掉毛、掉粉，抑制印刷的油墨的浸透，减少油墨消耗。胡玉杰等研究得出用质量分数3%聚乙烯醇和质量分数为6%的氧化淀粉按体积比 1∶ 1 配制成混合溶液涂布高档双胶纸，其正、反面印刷表面强度都远超过其质量要求，减少印刷纸的两面差，也提高了高档双胶纸质量。

生物酶解淀粉研究：郝晓敏等用耐高温α-淀粉酶水解玉米淀粉制备酶改性淀粉发现水解反应主要发生在淀粉的无定形区，结晶性残留有利于淀粉凝胶的形成。刘佳维等则认为用酶转化淀粉进行表面施胶，不但对浆种没有选择，并且酶转化后的的淀粉水解液黏度较低，流动性好，透明度高，不但可以吸附在纸面纤维上，也向纸内渗透。可以提高纤维间结合力，改善纸张表面强度和外观质量，挂胶量增加，减少印刷时的掉毛掉粉现象。童国林等通过α-淀粉酶对木薯淀粉进行改性。结果表明：α-淀粉酶酶解木薯淀粉可以得到：25%高固含量和13.8mpa.s低黏度的改性淀粉糊液，为表面施胶创造良好条件。在对新闻纸进行表面施胶时，酶解淀粉不仅能改善纸张的施胶度，而且还能改善纸张的强度性能。季慧等为探讨酶改性淀粉在书画装裱中的应用，利用α-淀粉酶可有效的降解淀粉分子链，降低黏度，制得装裱胶粘剂。

3. 研究的基本内容与计划

为了实现白水的封闭循环，首先必须对白水封闭循环中各关键因素对湿部性能及纸性的影响进行研究。因此，本课题的主要研究内容有：

1.玉米原淀粉的α淀粉酶酶解的制备；

2.酶解淀粉的次氯酸钠氧化；

4. 研究创新点

氧化酶解淀粉，通过增加亲水基团和切断大分子的方式降解淀粉分子

，从而生成一种新的淀粉衍生物。氧化淀粉可作为表面施胶剂或作为辅助胶黏剂用于涂料中，可降低黏度、糊化温度、凝沉性，提高流变性，提高固含量、渗透力、透明度，减少成本，提高涂料的保水性，改善涂层结构，但表面成膜性变差，韧性变差，低氧化度，低黏度，黏结性能相对较差。生物酶解淀粉是新生的一种变性淀粉，相对氧化淀粉，其对淀粉的作用主要是切断。酶解淀粉生产成本更低，有利于环境保护，以及成膜性好，再排列和老化的概率大大降低。本实验的最大特色和创新在于不单单使用一种改性方法，而是利用成熟的改性条件将两种改性操作结合在一起，取其两种方法所得产品的长处，通过改变酶和氧化剂用量，得到固含量高，成膜性、渗透性好，黏度低的复合变性淀粉，以确定最好的生产工艺进而获取相应的施胶剂特性，从而提高施胶后纸张的性能。