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造纸助留助滤剂是一种重要的过程助剂,主要作用是提高填料的留着率和改善纸浆的滤水性能,这对于成纸质量和纸机运行性能具有重要意义。随着人们环保意识的增强,生物质基助留助滤剂的开发与应用成为研究热点。本论文以从制革废弃物中制得的低档工业明胶作为原料,制备明胶基助留助滤剂,并研究其助留助滤性能。首先,以戊二醛为交联剂与Gel反应制备G-Gel基助留助滤剂。合成G-Gel的最佳条件为:戊二醛用量为Gel质量的10%,反应温度为40oC,pH值为7,反应时间为3h。采用茚三酮比色法测定Gel和G-Gel的伯胺基含量分别为26mmol/100g和9.5mmol/100g,表明戊二醛与Gel的交联反应已经成功进行,G-Gel的交联度为63%。利用红外光谱、紫外光谱、热重分析等方法表征G-Gel的结构,研究其交联反应机理。红外光谱和紫外光谱表明戊二醛的醛基与G-Gel分子中的伯胺基反应生成了希夫碱。热重分析表明,交联反应增大了G-Gel的热稳定性。由于絮凝剂的作用机理与助留助滤剂的作用机理较为相似,因此,文中利用高岭土悬浮液的简单模型研究G-Gel的絮凝性能。结果表明,G-Gel在低用量(高岭土干重的0.3%)和短时间内(30s)具有良好的絮凝性能。接下来,分别研究了G-Gel单元助留助滤剂、G-Gel/聚合氯化铝(PAC)二元助留助滤体系的助留助滤性能。结果表明,G-Gel有一定的助留助滤性能,但与商业级助留剂相比差距较大,当G-Gel用量为1%时,填料的留着率为73%(空白留着率为39%),打浆度为33o(添加填料后纸浆的打浆度为35o)。引入PAC组成二元助留助滤体系后,该二元体系具有优异的助留助滤性能。当PAC用量为0.5%,G-Gel用量为0.8%时,填料的留着率达到86%,打浆度为31o。纸浆Zeta电位的测定结果表明,G-Gel单元助留助滤剂的主要作用机理是架桥絮凝,而G-Gel/PAC二元助留助滤剂的作用机理是电荷中和、阳电荷补丁、架桥絮凝的协同作用。实验表明,G-Gel/PAC二元助留助滤体系是一种性能优良的生物质基助留助滤剂。因此,明胶基助留助滤剂的开发与应用,不仅对造纸工业的可持续发展具有重要意义,也为制革废弃物的资源化利用提供了新途径。