Xylan, ein neuartiges Papieradditiv

Die Gewinnung von Arabinoxylan (AX) aus Haferspelzen in hoher Qualität ist unter Einsatz einfacher Technologie möglich. Die Wirkung von nichtmodifiziertem AX auf die Festigkeiten von Papier ist stark vom Mahlgrad und vom Zellstofftyp abhängig. Die positive Wirkung des AX auf die Festigkeiten nimmt mit der Mahlung deutlich ab. Generell ist die Wirkung bei Sulfitzellstoffen höher als bei Sulfatzellstoffen und bei Nadelholzzellstoffen höher als bei Laubholzzellstoffen. In Wechselwirkung mit Epichlorhydrinharz und AX kann der Tensile-Index um ca. 50-55 % und der Tear-Index um ca. 20-25 % verbessert werden. Der Einsatz unmodifzierter Xylane könnte demnach für Tissue-Produkte interessant sein. - Die Wirkung von kationsiertem Xylan (kAX) auf die Festigkeiten von Papier zeigt nicht mehr die starke Mahlgradabhängigkeit. Hier konnte das kAX im Laborversuch das synthetischen Additiv Giluton ersetzen. - Der Einsatz von AX für die Fixierung von TiO2 ist ohne weitere Funktionalisierung nicht aussichtsreich. Das unmodifizierte AX hatte sogar einen negativen Einfluss auf die TiO2-Fixierung. Durch die Kationisierung wird die Wirksamkeit aber erheblich verbessert. Hier wurden die Kombinationen mit verschiedenen kommerziellen Additiven und unterschiedliche Dosierreihenfolgen erprobt. Als besonderst aussichtsreich erscheint die Anwendung in einem Dual-Polymer-System mit anionischer Stärke. Wenn diese Anwendung weiter entwickelt werden kann, würde sich hier ein Retentionssystem ergeben, dass vollständig auf nachwachsenden Rohstoffen basiert. - Ein wichtiger Aspekt zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit ist eine konsequente wertstoffliche Verwertung des nach der Xylanextraktion verbleibenden lignocellulosischen Spelzenrückstands. Für methylierten/hydroxyethylierten Spelzenrückstand wurden mögliche Anwendungsfelder, z.B. im low- quality-Baustoffadditiv-Bereich, identifiziert. Die Erzeugung von Nanofibrillen ist eine weitere aussichtsreiche Verwendung für den Rückstand. Ihr Einsatz zur Retention von TiO2 in Papieren zeigte deutlich positive Effekte.