[发明专利]一种烟草阳离子半纤维素的制备方法及应用

说明书

本发明提供一种烟草阳离子半纤维素的制备方法及应用。所述烟草阳离子半纤维素具体是将废弃的烟草原料提取后的固相物与碱溶液混合后加热搅拌后收集滤液，再加入乙醇过滤后收集沉淀物干燥后得到烟草半纤维素，然后加入氢氧化钠搅拌反应后再缓慢加入阳离子表面活性剂反应1～3h，再加入弱酸中和后，通过乙醇沉淀，然后过滤后收集沉淀物再通过乙醇洗涤、干燥得到烟草阳离子半纤维素。本发明制备的烟草阳离子半纤维素作为再造烟叶浆料助留剂，能有效地提高的填料留着率、改善浆料滤水性能、提高吸收阴离子干扰物的能力，减轻白水与废水负荷、更容易生物降解，改善再造烟叶燃烧性能，降低了焦油及CO释放量，对卷烟感官质量有一定提升。

技术领域

本发明属于再造烟叶加工领域，具体涉及一种烟草阳离子半纤维素及其在造纸法再造烟叶中的应用。

背景技术

阳离子表面活性剂用途广泛，性能优异，具有特殊的乳化性和吸附性。阳离子表面活性剂容易吸附于一般固体表面，因此常能赋予固体表面某些特性，于是具有某些特殊用途：如利用阳离子表面活性剂和阳离子染料在纤维上的竞争吸附，可将其作为染整行业的缓染剂。在造纸工业中，高分子型阳离子表面活性剂可作为纸张增强剂、松香乳化剂及中性施胶剂的乳化剂等等。

绝大多数的造纸助留剂是阳离子聚合物，目前再造烟叶加工过程中普遍使用改性淀粉、瓜尔胶等助剂作为。瓜尔胶的化学成分是聚半乳甘露糖，其具有与纤维素类似的结构，对纤维有很好的亲和力，由于作为助留剂使用的改性阳离子瓜尔胶(瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵)带有阳电荷，极易与带阴电荷的纤维和填料发生静电吸引作用，产生絮聚现象，能够将浆内细小纤维和填料包裹在微絮凝团内，且因分子量不高，不会产生过度絮聚，有明显的助留效果，但不影响纸页匀度。

专利CN103005660A公开了一种降低造纸法再造烟叶CO释放量的生产工艺，为在烟草浆料中添加重质碳酸钙和助留剂阳离子瓜尔胶，经抄片后制得再造烟叶基片，然后在基片上涂布烟草提取液，烘干，恒温恒湿平衡水分后即得再造烟叶；专利CN107212457A公开了一种提高造纸法烟草薄片浆料留着率和滤水性能的方法，在再造烟叶浆料配浆时添加阳离子化改性的纳米纤维素，添加量为烟草浆料绝干重量的0.01％-5％，添加的纳米纤维素吸附能力极强，同时其表面带有正电荷的纳米纤维素可作为助流剂，吸附填料或细小组分提高留着率；专利CN103859576A公开了一种用于造纸法烟草薄片生产以提高浆料纤维和填料的留着方法，选用天然马铃薯淀粉为包裹剂实施对填料进行包面包裹或部分包裹，在选用电荷调节剂对浆料纤维表面电荷进行调节，在此基础上将包裹的填料加入烟草浆料中实施造纸法烟草薄片的生产以提高纤维和填料的留着；专利CN101683180A公开了一种提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法，通过电子显微镜选择150-250目的非球形晶粒，在片基浆料中加入该碳酸钙、瓜尔胶、阳离子季铵盐聚合物作为填料。

上述所用阳离子助剂在纸浆中聚集体的体积很小，作用力很小，并且受到很多因素的影响，虽然可以作为再造烟叶浆料助留剂，但是其效果一般。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种烟草阳离子半纤维素的制备方法及其在造纸法再造烟叶中的应用。本发明将烟草中半纤维素与环氧型阳离子表面活性剂在碱性环境下开环聚合，反应生成阳离子半纤维素，其表面带有大量的阳离子，能够与浆料中细小纤维和填料形成立体网状的聚集体。

本发明提供的技术方案：所述一种烟草阳离子半纤维素的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)将废弃的烟草原料提取后的固相物与质量分数4％～12％的碱溶液按照质量比1:8～12的比例混合后放入搅拌容器中，在温度50℃～90℃、搅拌转速500rpm～1000rpm的条件下搅拌反应1～4h后，加入弱酸中和至pH5.5～8.0，过滤后收集滤液，即为烟草半纤维素的提取液；

(2)将步骤(1)中的烟草半纤维素的提取液中加入其体积2-3倍的浓度95％的乙醇，使可溶性半纤维素沉淀，并过滤后收集沉淀物，将其干燥，得到烟草半纤维素；