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针对回收纸强度下降的问题,本文从开发新型高效纸张增强剂的角度入手,选用农业废弃物玉米芯为原料,将其粉碎并用亚氯酸钠处理脱除木质素得到综纤维素,再分别经羧甲基化、2,2,6,6-四甲哌啶氮氧化物(2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl,以下简称TEMPO)氧化及阳离子化改性制备得到改性玉米芯综纤维素,研究其对纸张及回收纸物理性能的影响,用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、比表面与孔隙度分析仪及X射线光电子能谱仪对样品结构进行表征,阐明了改性玉米芯综纤维素对纸张的增强机理。研究结果为玉米芯的应用拓宽了一种新的途径。研究结果表明,添加羧甲基玉米芯综纤维素能改善纸张的物理性能。当羧甲基化时间为140min时,与对照纸张相比,添加1%羧甲基综纤维素所抄纸张的抗张指数、耐破指数和耐折度分别增加了 46.4%、34.2%和397.8%。添加羧甲基玉米芯综纤维素也能改善回收纸的物理性能。当羧甲基化时间为120 min时,与对照回收纸相比,添加1%羧甲基综纤维素所抄回收纸的抗张指数、耐破指数和耐折度分别增加了 37.4%、26.3%和 260.0%。研究结果表明,添加羧甲基综纤维素与PAE二元体系能改善纸张的物理性能。与只添加1.2%羧甲基综纤维素的纸张相比,添加0.6%羧甲基综纤维素与0.6%PAE二元体系所抄纸张的干抗张指数和耐破指数分别增加了 17.3%和4.6%;与只添加1.2%PAE的纸张相比,添加0.6%羧甲基综纤维素与0.6%PAE二元体系所抄纸张的干抗张指数和耐破指数分别增加了 9.7%和1.8%。添加羧甲基综纤维素与阳离子淀粉二元体系也能改善纸张的物理性能。与只添加1.2%羧甲基综纤维素的纸张相比,添加0.6%羧甲基综纤维素与0.6%阳离子淀粉二元体系所抄纸张的耐折度增加216.3%;与只添加1.2%阳离子淀粉相比,添加0.6%羧甲基综纤维素与0.6%阳离子淀粉二元体系所抄纸张的干抗张指数、耐破指数和耐折度分别增加了 6.6%、2.5%和350.6%。研究结果表明,氧化玉米芯综纤维素能作为纸张增强剂用来提高纸张的物理性能。与对照纸张相比,添加1%氧化综纤维素(氧化时间70 min、TEMPO试剂用量0.5%)所抄纸张的抗张指数、耐破指数和耐折度分别增加了 4.2%、8.6%和50.7%。添加氧化玉米芯综纤维素也能提高回收纸的物理性能。与对照回收纸相比,添加1%氧化综纤维素(氧化时间110 min、TEMPO试剂用量0.5%)所抄回收纸的抗张指数、耐破指数和耐折度分别增加了 10.4%、19.0%和30.8%。研究结果表明,添加阳离子玉米芯综纤维素能提高纸张的抗张指数、耐破指数和耐折度。在其它条件一定时,随着阳离子试剂用量的增加或反应温度的升高,以上各强度指标均呈现先增大后减小的趋势;与对照纸张相比,添加1%阳离子综纤维素(阳离子试剂用量25%,反应温度70℃)所抄纸张的抗张指数、耐破指数和耐折度分别增加了 7.2%、13.7%和56.0%。阳离子玉米芯综纤维素也能提高回收纸的物理性能。与对照回收纸相比,添加1%阳离子综纤维素(阳离子化试剂用量25%,反应温度70℃)所抄回收纸的抗张指数和耐折度分别增加了 9.2%和30.4%。研究结果表明通过机械解离能提高回收纸的物理强度,尤其是紧度和抗张强度。经机械解离后回收纤维的羧基含量和保水值增加。改性玉米芯综纤维素对纸张的作用机理可能有两种:一种是添加改性综纤维素后,其能与纸浆纤维通过氢键或者离子键结合而增加纤维间的连结强度,使纸张性能提高;另一种是改性玉米芯综纤维素进入到纸浆纤维的孔隙中,改善了纤维发生角质化的程度,使回收纸的物理性能提高。