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造紙化學(xué)品32024/5/12造紙化學(xué)品3應(yīng)用造紙化學(xué)品的重要性:在造紙工業(yè)中,造紙化學(xué)品的應(yīng)用對(duì)紙張的質(zhì)量和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。它們能賦予紙張各種優(yōu)異的特殊性能(如抗水性、抗油性、濕強(qiáng)度、平滑性、印刷適性、柔軟性等),能使較差的纖維原料生產(chǎn)出更薄、更白、更牢的紙;它們使生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化、紙機(jī)運(yùn)行速度提高。
造紙化學(xué)品3國(guó)內(nèi)造紙化學(xué)品企業(yè)也在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中日益壯大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)有造紙化學(xué)品企業(yè)上千家,集中分布在造紙工業(yè)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)及廣西、河南、湖北、湖南、江西、四川和東北三省。但整體而言,與國(guó)際上高度集中化的造紙化學(xué)品市場(chǎng)相比較,還存在諸多問(wèn)題:造紙化學(xué)品31.創(chuàng)新能力薄弱,品種針對(duì)性差、數(shù)量少,技術(shù)低水平重復(fù)多。2.企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模偏小,與國(guó)際大企業(yè)相比技術(shù)上存在明顯差距,支撐全行業(yè)的大型骨干企業(yè)尚在形成。3.產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)研究還處于初級(jí)階段。4.造紙工業(yè)節(jié)能減排、清潔化生產(chǎn)所需的一些新品種尚待開(kāi)發(fā)。造紙化學(xué)品3造紙化學(xué)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì):
1.造紙化學(xué)品行業(yè)將呈現(xiàn)加快增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2.產(chǎn)業(yè)規(guī)模、結(jié)構(gòu)和布局進(jìn)一步優(yōu)化,形成一批支撐全行業(yè)的大型骨干企業(yè)。
3.加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力建設(shè),發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)。造紙化學(xué)品3資源、環(huán)境、能源目前是造紙工業(yè)面臨的最主要的三大課題,諸如出于對(duì)森林資源的保護(hù),國(guó)內(nèi)纖維原料供需矛盾突出的問(wèn)題,再生纖維使用量正在逐年增加;為保護(hù)環(huán)境、減少?gòu)U水排放而采取的封閉白水循環(huán)工藝;為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)而提高紙的品質(zhì)或研究新的品種;為提高生產(chǎn)效率而采取的紙機(jī)大型化、高速化等等都給相關(guān)造紙化學(xué)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提出了新的更高的要求,各種造紙化學(xué)品的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝和配套的應(yīng)用技術(shù)將不斷涌現(xiàn)。造紙化學(xué)品3功能型化學(xué)品是作為紙中的一種成分,以改變紙張性質(zhì)為目的。它們有的賦予紙張各種優(yōu)異的特殊性能(如抗水性、抗油性、濕強(qiáng)度、平滑性、印刷適性、柔軟性等);有的能用較差的纖維原料生產(chǎn)出更薄、更白、更牢的紙,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。新型施膠劑、紙張干濕補(bǔ)強(qiáng)劑等化學(xué)品成為研究發(fā)展的重點(diǎn)。
造紙化學(xué)品3控制型化學(xué)品是為了改善生產(chǎn)環(huán)境,防止或消除生產(chǎn)故障或?qū)崿F(xiàn)某種工藝措施,至于它們是否成為紙中的成分并不重要,其對(duì)紙頁(yè)性質(zhì)的影響不大或是間接的。造紙白水封閉循環(huán)。追求性價(jià)比更高的助留劑產(chǎn)品及助留助濾系統(tǒng)和消除生產(chǎn)障礙的化學(xué)品是當(dāng)前世界造紙化學(xué)品競(jìng)相發(fā)展的重點(diǎn)。
造紙化學(xué)品3多種化學(xué)品的綜合應(yīng)用技術(shù)研究將是造紙化學(xué)品技術(shù)發(fā)展的重中之重。造紙化學(xué)品3施膠的目的是使紙張獲得抗流體滲透能力。加填的目的是改善紙張的某些物理性能(如不透明性、平滑度等)機(jī)械性能(如柔軟性)光學(xué)性能(白度)和適印性能。造紙化學(xué)品3染色的目的是為了提高紙張的白度和色相、賦予紙頁(yè)所需的色澤。加入干、濕強(qiáng)度劑的目的是增加紙頁(yè)的干、濕強(qiáng)度;加入助留劑是提高各種添加劑在紙頁(yè)中的留著率;助濾劑的目的是增加紙料的濾水速度。造紙化學(xué)品3第一節(jié)施膠
Sizing造紙化學(xué)品3一.概述(一)施膠的目的、分類和方法因?yàn)橛弥参锢w維生產(chǎn)的紙張,纖維之間尚存在著許多毛細(xì)孔,再加上纖維具有親水性,所以有吸水性。因而,在未施膠的紙上書寫,墨水就會(huì)很快的擴(kuò)散開(kāi)來(lái),造成字跡模糊不清,甚至不能書寫。為了使紙張?jiān)谝欢ǔ潭壬喜粸樗蛩芤核?rùn),就需要在生產(chǎn)某些紙張的漿料中加入一些抗水性的膠體物質(zhì),這就是膠料。施加膠料的生產(chǎn)過(guò)程稱為紙張的施膠。造紙化學(xué)品3由此可見(jiàn),施膠的目的就是使紙張或紙板獲得抗拒液體滲透能力。由施膠的目的我們可以推知并不是所有的紙都需要施膠。有些紙料是不需要施膠的。造紙化學(xué)品3要求施膠的紙料,稱施膠紙,大致包括下列幾類:(1)包裝紙和紙板(2)紙袋紙(3)書寫紙(4)制圖紙(5)印刷紙(特別是膠版印刷紙,這是因?yàn)樵谀z版印刷過(guò)程中,紙張要與潤(rùn)濕的包膠輥接觸,因此膠版紙必須具有一定的抗水性能)。紙張的抗水性能在凸版和凹版印刷工藝上并沒(méi)有很大意義。有些凸版印刷紙和凹版印刷紙也采取輕施膠處理,其目的是為了調(diào)整紙張表面的吸墨性能。造紙化學(xué)品3(6)建筑用紙和紙板(例如糊墻紙、建筑紙板等)(7)瓦楞紙板等。不需要施膠的紙,稱為不施膠紙,包括要求具有一定吸濾性能的紙料,例如衛(wèi)生紙、濾紙、浸漬加工原紙(蠟紙、紙等)變性加工原紙等(羊皮紙、鋼紙?jiān)埖龋┝硗?,也包括大多?shù)電器絕緣紙(例如電纜紙、電話紙、電容器紙等)以及卷煙紙等。造紙化學(xué)品3抗拒流體滲透性能包括抗水(例如包括用紙和紙板)性能、抗墨水(例如書寫紙)性能、抗油(例如食品包裝紙)性能、抗拒印刷油墨(如印刷紙)性能、抗拒水蒸汽(紙袋紙)性能、抗血(例如鮮肉包裝紙)性能等。造紙化學(xué)品3根據(jù)施膠度的大小紙張可分為:重施膠紙、中等施膠紙、輕施膠紙和不施膠紙。同是施膠紙,但由于紙種不同,為了取得不同的施膠效果,可采用不同的施膠方法。目前應(yīng)用的施膠方法有內(nèi)部施膠、表面施膠及雙重施膠。造紙化學(xué)品3在紙漿中加膠料,再抄成具有憎液性能的紙和紙板,稱為紙內(nèi)施膠或內(nèi)部施膠。對(duì)紙和紙板的表面施加膠料,使其具有憎液性能,稱為表面施膠或紙面施膠。早期手工紙生產(chǎn)多采用表面施膠,直至十九世紀(jì)初,隨著造紙工業(yè)機(jī)械化的實(shí)現(xiàn),才被內(nèi)部施膠所取代?,F(xiàn)在,表面施膠已逐漸演變成為提高施膠效果的一個(gè)重要手段,但也有以其作為取得某些特殊施膠效果(例如抗拒水蒸氣的性能)的必要加工程序。造紙化學(xué)品3(二)施膠和施膠劑的發(fā)展膠料的種類很多,用于內(nèi)部施膠的施膠劑有:白色松香膠,強(qiáng)化松香膠,分散松香膠和合成膠等。用于表面施膠的施膠劑有:氧化淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、動(dòng)物膠、合成樹(shù)脂等。目前的動(dòng)向是推廣分散松香膠、向中性施膠發(fā)展。造紙化學(xué)品3二.紙內(nèi)施膠(一)松香膠體系1.松香松香是一種有機(jī)酸,是由松香酸海松酸等多種酸性物質(zhì)的異構(gòu)體所組成的混合物,而不是單一的有機(jī)化合物,其實(shí)驗(yàn)式為:C19H29COOH。
造紙化學(xué)品3松香的酸值:中和1克松香所消耗的KOH的毫克數(shù)。酸值越大,說(shuō)明松香中含松香酸量越高,松香的純度越好。測(cè)定酸值時(shí)是以中性條件為反應(yīng)終點(diǎn),用酚酞指示劑,在中性乙醇溶液中用KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。造紙化學(xué)品3皂化值:完全皂化1克松香所消耗的KOH毫克數(shù)。表示松香中包括松香酸在內(nèi)的樹(shù)脂酸和脂類的總含量。測(cè)定時(shí)同樣用酚酞指示劑,在過(guò)量堿液作用下用鹽酸反滴定。脂化值:是皂化值與酸值的差值,脂化值越大,松香所含脂類越多,松香純度越差。造紙化學(xué)品32.皂化松香膠皂化松香膠的熬制(P87)皂化是將松香與皂化劑在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化成松香皂,俗稱熬膠。常用的松香皂化劑是純堿和燒堿。造紙化學(xué)品3造紙化學(xué)品3皂化松香膠的分類:白色松香膠熬制過(guò)程只有部份松脂酸被皂化,部份松脂酸則以微粒的形式均勻地分散在已皂化的松脂酸鈉溶液中,膠液呈乳白色,故稱白色松香膠。白色松香膠中含有20~40%的游離松香,因此也叫酸性松香膠。必須指出的是酸性松香膠是指其中含有游離松香酸而言,并不是指其溶液呈酸性。白色松香膠液也呈堿性。造紙化學(xué)品3褐色松香膠熬制過(guò)程膠料中全部松脂酸都被皂化成松脂酸鈉,沒(méi)有游離的松香酸存在,因此也叫中性松香膠,由于熬制后的膠料呈褐色,故叫褐色松香膠。易溶于水,無(wú)需專門稀釋裝置,使用時(shí)用冷水溶解即可。水溶液呈堿性。由于熬制簡(jiǎn)單使用方便,多為小型紙廠所采用。褐色松香膠的熬制多采用直接加熱,有條件也可采用間接加熱,熬制方法基本與白色松香膠相似,但無(wú)須事先乳化與稀釋,施膠時(shí)再稀釋即可。造紙化學(xué)品3強(qiáng)化松香膠強(qiáng)化松香膠是一種改性松香膠,用馬來(lái)酸酐或馬來(lái)酸改性的叫馬來(lái)松香膠,用富馬酸改性的叫富馬松香膠,目前用得較多的強(qiáng)化松香膠是馬來(lái)松香膠。馬來(lái)松香是用馬來(lái)酸酐(順丁烯二酸酐)與松香在150℃以上的溫度下反應(yīng)而生成的羧酸樹(shù)脂,因此馬來(lái)松香膠也叫羧酸樹(shù)脂膠。增加羧基數(shù)目,改善施膠效果。造紙化學(xué)品3皂化用堿量的計(jì)算P86公式1-3-3造紙化學(xué)品33.施膠理論(1)松香膠沉淀物與纖維的附著纖維在水中帶負(fù)電荷,松香膠粒子也帶負(fù)電荷,膠料加進(jìn)漿料之后兩者相互不能接近,為了使膠料粒子能與纖維結(jié)合,必須消除這一障礙,改變其中之一的表面電荷性。加進(jìn)帶正電荷較強(qiáng)的物質(zhì)起橋梁作用將兩者結(jié)合在一起。能使膠料沉淀附著在纖維表面上的物質(zhì)稱之為沉淀劑。造紙化學(xué)品3(2)礬土的水解作用硫酸鋁在水中水解電離成鋁離子和硫酸根離子。鋁離子與六個(gè)水分子配位絡(luò)合形成三價(jià)的水合鋁離子。六水鋁離子為正八面體結(jié)構(gòu),為陽(yáng)離子,具有與一般陰離子絡(luò)合的傾向,其上面的絡(luò)合基團(tuán)能被絡(luò)合能力更強(qiáng)的其他陰離子所取代。pH在4~5時(shí)可抑制水合鋁離子的進(jìn)一步離解,以六水鋁離子的形式存在。造紙化學(xué)品3在施膠過(guò)程中,沉淀劑先與松香膠料粒子起作用形成帶正電荷的共沉淀物再吸附到帶負(fù)電荷的纖維表面上。因?yàn)槟z料是顆粒很小的高分子分散體,活動(dòng)性很強(qiáng),易于與鋁離子結(jié)合,相比之下纖維的粒度大,不易與鋁離子結(jié)合,另一方面膠料的負(fù)電性比纖維低,易于由負(fù)電變成正電,而纖維的負(fù)電性較強(qiáng),要變成帶正電需更多的硫酸鋁。由此可見(jiàn),在施膠過(guò)程中,要先加松香膠料混合均勻后再加沉淀劑。
造紙化學(xué)品3(3)松香膠沉淀物松香膠料中的松香酸陰離子與水合鋁離子作用生成松香酸鋁共沉淀物“水合松香酸鋁”,帶正電荷的水合松香酸鋁絡(luò)合物被帶負(fù)電荷的纖維所吸附,與纖維表面的羥基陰離子起絡(luò)合作用。沉淀物組成:游離松香(松香酸)、水合松香酸鋁、化合松香(松香酸鈉)等,成分復(fù)雜,數(shù)量不穩(wěn)定。造紙化學(xué)品3(4)施膠效應(yīng)的完成
施膠效應(yīng)是在紙頁(yè)干燥過(guò)程中完成的。松香膠沉淀物與纖維素通過(guò)配位結(jié)合吸附在纖維表面上,在干燥以前是一種無(wú)規(guī)則狀態(tài)的松散結(jié)合,只有通過(guò)干燥才能取得穩(wěn)定的低表面自由能,獲得施膠效應(yīng)。造紙化學(xué)品3松香是極性/非極性的兩性物質(zhì),在干燥過(guò)程中吸附在纖維表面的松香膠沉淀物的極性羧基會(huì)發(fā)生內(nèi)取向,使非極性部分向外,但這種內(nèi)取向是不穩(wěn)定的,會(huì)產(chǎn)生逆轉(zhuǎn);由于松香膠沉淀物中帶有鋁離子,能使極性部分更好地固著在纖維上,防止或阻滯內(nèi)取向的逆轉(zhuǎn),以確保穩(wěn)定的施膠效果。造紙化學(xué)品34.影響施膠的因素(1)漿料的性質(zhì)磨木漿>竹漿、草漿>未漂KP木漿、蔗渣漿>未漂化學(xué)漿>人造絲漿>棉漿(半纖維素含量高,羥基多,纖維表面負(fù)電性大,易施較。)造紙化學(xué)品3(2)PH值較多的三價(jià)六水鋁離子有利于提高施膠效應(yīng),因此應(yīng)控制施膠pH為4~5,使硫酸鋁在施膠過(guò)程以[Al(H20)6]3+的形式存在。實(shí)際生產(chǎn)中常控制加硫酸鋁后漿料pH在4.5~5.0之間,稀釋后的上網(wǎng)紙料或網(wǎng)下白水的pH為4.7~5.5。影響紙的耐久性。造紙化學(xué)品3(3)松香膠粒徑的影響粒徑越小,覆蓋纖維表面的面積越多,施膠效果越好。施膠效果:分散松香膠>強(qiáng)化松香膠>白色松香膠施膠>褐色松香膠。要制備粒度微小的松香膠液,乳化和稀釋操作很重要,乳化時(shí)噴射蒸汽的壓力應(yīng)保證在0.5~0.7MPa。乳化后的膠料應(yīng)即時(shí)稀釋和冷卻到40C以下,防止膠粒凝聚。造紙化學(xué)品3(4)施膠溫度的影響溫度較高會(huì)促進(jìn)松香膠乳中膠粒的凝聚和相互粘結(jié),對(duì)施膠不利,因此施膠溫度最好控制在20~25℃以下,最高也不要超過(guò)35℃。溫度較高,容易造成膠粒凝聚顆粒變大,漿料中容易滋長(zhǎng)微生物產(chǎn)生有機(jī)酸,有機(jī)酸的陰離子可能優(yōu)先與水合鋁離子發(fā)生絡(luò)合,也會(huì)影響施膠效果。對(duì)于皂型膠來(lái)說(shuō),游離松香含量越高,膠料越不穩(wěn)定。造紙化學(xué)品3(5)陽(yáng)離子或陰離子的影響漿料或生產(chǎn)用水中的鈣離子、鎂離子等存在會(huì)降低施膠效果,會(huì)與松香酸結(jié)合形成松香酸鈣或松香酸鎂,妨礙松香酸與水合鋁離子的結(jié)合。即膠料未與漿料纖維充分混合之前,就已過(guò)早地聚集成較大的沉淀物,這對(duì)施膠應(yīng)是一個(gè)不小的損失。因此,當(dāng)生產(chǎn)用水硬度大或用次氯酸鈣漂白的紙漿洗滌不干凈時(shí),以及用碳酸鈣或高嶺土作填料時(shí),會(huì)給施膠帶來(lái)困難。過(guò)度白水循環(huán)會(huì)造成陰離子積累,對(duì)施膠不利。造紙化學(xué)品3(6)打漿對(duì)施膠的影響同種漿料打漿度高易施較。(7)加填對(duì)施膠的影響隨著填料加入量的增加施膠效果下降。(8)網(wǎng)部、壓榨部的操作網(wǎng)部白水的回用應(yīng)該適當(dāng)。網(wǎng)部脫水過(guò)快、壓榨部壓力不均勻等,會(huì)造成膠料隨白水流失、施膠兩面性、紙幅緊度不均勻、施膠不均勻等。造紙化學(xué)品3(9)干燥和壓光對(duì)施膠的影響注意控制好干燥曲線,干燥初期溫度不能太高,逐步升溫。必須在較溫和的干燥溫度下產(chǎn)生熔化與固著作用然后在較高的溫度繼續(xù)得到干燥,才能獲得良好的施膠效果。松香膠料的熔化溫度與松香膠料的組分有關(guān),游離松香含量越高,熔化溫度越低。褐色松香膠的熔化溫度:135~140℃,強(qiáng)化松香膠的熔化溫度:120~125℃,白色松香膠或分散松香膠的熔化溫度:80~100℃造紙化學(xué)品3(10)施膠程序正向施膠:加膠---加礬逆向施膠:加礬---加膠造紙化學(xué)品35.分散松香膠接近或含100%游離松香的高游離松香分散體。分散松香膠制備的方法有多種,從國(guó)內(nèi)外發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,主要采用“逆轉(zhuǎn)乳化法”。這種方法所用的原料基本無(wú)毒,可在常壓下進(jìn)行,制造方法及工藝簡(jiǎn)便易行,投資費(fèi)用較少,有利于推廣到各紙廠就地制膠。簡(jiǎn)介“逆轉(zhuǎn)乳化法”,如下:造紙化學(xué)品3以天然松香和3%的馬來(lái)松香為原料,加熱熔融,在常壓下攪拌,加入乳化劑水溶液,得到水/油型乳液(即水溶于松香液中),然后在高速攪拌下繼續(xù)加水,使水/油型乳液變型,逆轉(zhuǎn)為油/水型,使松香分散于水中制成分散松香膠。此方法的特征是:隨著水的不斷加入,松香液由水/油型,逆轉(zhuǎn)為油/水型,制成穩(wěn)定的松香分散體,這種乳化方法稱為“逆轉(zhuǎn)乳化法”,所制得的膠稱為“逆轉(zhuǎn)膠’。制備逆轉(zhuǎn)膠主要的影響因素有:乳化劑的選擇及其用量,攪拌速度,乳化溫度和濃度等。造紙化學(xué)品3分散松香膠的施膠特點(diǎn):1、由大量分散的微細(xì)的游離松香組成,與礬土反應(yīng)緩慢,生成松香酸鋁;絡(luò)合反應(yīng)。2、它與皂型松香膠雖都是松香系施膠劑,但有許多皂型膠無(wú)法相比的優(yōu)點(diǎn),分散體松香膠的施膠效果要比皂型膠強(qiáng)得多,甚至是強(qiáng)化松香膠的兩倍,即達(dá)到同樣施膠度時(shí),松香用量可節(jié)省50%。3、可適當(dāng)提高干燥溫度,膠粒絮凝較少。造紙化學(xué)品33、用高分散松香膠施膠時(shí)可少用或不用硫酸鋁而采用陽(yáng)離子樹(shù)脂作定著劑,在pH為6~7的弱酸性或中性條件下進(jìn)行施膠,對(duì)采用碳酸鈣填料的場(chǎng)合及對(duì)提高紙張的抗老化性能和減少造紙?jiān)O(shè)備的腐蝕,均是有益的。對(duì)抗硬水施膠和抗夏季施膠障礙,高分散體松香膠也優(yōu)于皂型松香膠。4、可較均勻地分布在纖維上,對(duì)紙強(qiáng)度影響小。5、可逆向施膠。6、假中性施膠。造紙化學(xué)品3(二)合成膠1. 中性施膠與中性造紙中性施膠是為了減少紙的老化等要求適應(yīng)中性造紙發(fā)展起來(lái)的新型施膠,主要適用于要求具有良好耐久性能的紙,如檔案文件紙、鈔票紙、地圖紙等,以及一切用碳酸鈣作填料的紙張或以碳酸鈣為涂料的涂布紙廢紙漿的生產(chǎn)場(chǎng)合。造紙化學(xué)品3中性施膠的優(yōu)點(diǎn):能減輕設(shè)備的腐蝕,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命;能提高紙頁(yè)強(qiáng)度,防止老化,延長(zhǎng)紙頁(yè)的使用和保存時(shí)間;可使用白度高不透明度好的碳酸鈣作填料,改善紙頁(yè)的柔軟性、松厚度和適印性能;白水pH值高,無(wú)硫酸根積累,可提高白水回用率,易于實(shí)現(xiàn)白水封閉循環(huán),節(jié)約用水,減少污染。中性施膠的缺點(diǎn):膠料成本較高;施膠反應(yīng)遲緩;易滋長(zhǎng)微生物,腐漿和斷頭較多。造紙化學(xué)品32. 中性施膠的分類目前使用的中性施膠有兩種類型,一類是仍用松香膠作施膠劑,只是盡量少用硫酸鋁或用部分陽(yáng)離子樹(shù)脂代替硫酸鋁作沉淀劑,以提高施膠時(shí)的pH,保持在弱酸性或接近于中性的條件下進(jìn)行施膠,如分散松香膠,這類中性施膠方法還需使用沉淀劑,因此稱之為假中性施膠。造紙化學(xué)品3另一類是使用反應(yīng)性的施膠劑,膠料直接與纖維起作用,施膠過(guò)程不使用硫酸鋁,可在中性或堿性條件下進(jìn)行施膠,這類中性施膠方法為真正的中性施膠。造紙化學(xué)品3合成膠的種類很多,可分為兩大類:“反應(yīng)型”:即在堿性條件下,膠料能與纖維直接反應(yīng),使膠料固著到纖維上。如烷基烯酮二聚體系列,烯基琥珀酸酐等?!白孕泄讨汀保褐饕褂藐?yáng)離子施膠劑。造紙化學(xué)品33. 烷基烯酮二聚物(AKD)AKD在65.5℃以上時(shí)極易水解,生成酮而喪失施膠效應(yīng),在37.7℃下4h會(huì)損失5%。因此AKD應(yīng)保持在低溫下,不宜長(zhǎng)期存放。R為飽和烷基時(shí)的施膠效應(yīng)比為不飽和烷基時(shí)大。烷基的碳含量較高時(shí)的施膠效果好,故烷基至少為C4,最好用C14或C16。如含碳量過(guò)高,熔點(diǎn)高,皂化困難。造紙化學(xué)品3AKD不溶于水,制備時(shí)需加入分散劑和乳化劑,乳化劑用量為AKD的10~20%。AKD適用的pH值為8.2,適當(dāng)提高pH(8~10),反應(yīng)速度加快。在上網(wǎng)前離心除渣器后加入,盡量在網(wǎng)前加入。AKD可與堿性碳酸鈣填料共同使用。造紙化學(xué)品3AKD能與纖維反應(yīng),也能被水水解,若濕紙頁(yè)含水過(guò)多,在高溫干燥下與水的接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使施膠效果下降。為了減少水解損失,第一支烘缸應(yīng)提高溫度,盡快使紙頁(yè)脫水,促使AKD與纖維進(jìn)行反應(yīng),這與松香膠施膠大不相同,因此AKD用于紙板生產(chǎn)時(shí)施膠效果較差,用于薄紙時(shí)效果較好。造紙化學(xué)品3烷基烯酮二聚物的施膠機(jī)理:AKD與纖維素進(jìn)行共價(jià)鍵結(jié)合而固著在纖維上。松香膠的吸附,是由于松香的羧基和沉淀物鋁離子的離子鍵作用生成絡(luò)合物。而AKD有一反應(yīng)基團(tuán),能直接和纖維素的羥基反應(yīng)形成共價(jià)鍵結(jié)合,在纖維表面形成一層穩(wěn)定的薄膜,使纖維由親水變?yōu)槭杷?。這層薄膜不能用有機(jī)溶劑溶出,說(shuō)明是起的化學(xué)反應(yīng)。造紙化學(xué)品3AKD施膠不用礬土,可在高pH值條件下使用。AKD與纖維的化學(xué)作用緩慢,需要一定的固化時(shí)間。AKD的施膠作用,在干燥以后還不能完成,卷取后存放24h可完成80%,施膠反應(yīng)在若干天后還在繼續(xù)進(jìn)行。造紙化學(xué)品3第三節(jié)加填
一、加填的目的和作用(一)加填的目的1.改變紙的光學(xué)性質(zhì)2.改性紙的物理性能和印刷性能3.滿足紙張某些特殊性能4.節(jié)省纖維原料降低生產(chǎn)成本不是所有的紙和紙板都要加填。造紙化學(xué)品3(二)加填的作用1. 能改善紙張的光學(xué)性能(即提高紙的不透明度、白度和亮度),由于加填后的紙張存在空氣、纖維和填料三種界面。2. 提高紙的平滑度、透氣度、柔軟性,改善紙的適印性。3. 能克服樹(shù)脂障礙,加快干燥速度。4. 降低紙頁(yè)的機(jī)械強(qiáng)度和施膠度。造紙化學(xué)品3二.填料的調(diào)制和使用調(diào)制:分散后過(guò)濾,制成懸浮液。使用:填料的填加位置和方法間歇法:漿池混合,小廠。連續(xù)式:高位箱(穩(wěn)漿箱)或流漿箱,大廠。打漿后填加少量填料是為了消除樹(shù)脂障礙。造紙化學(xué)品3三.填料的選用與性質(zhì)(一)填料的選用考慮白度、折射率、粒度、化學(xué)性能、價(jià)格等因素。(二)填料的種類和性質(zhì)(略)1.滑石粉和高嶺土2.碳酸鈣3.二氧化鈦造紙化學(xué)品3四.填料留著率隨著造紙過(guò)程中紙頁(yè)的形成和脫水,加進(jìn)紙料中的填料,部分留在紙頁(yè)中,部分隨脫出的白水而流失。填料留著率是指留存于紙頁(yè)中的填料量占漿料中填料量的百分率。造紙化學(xué)品3(一)紙張?zhí)盍狭糁室淮瘟糁剩ɑ騿纬塘糁剩褐噶粼诰W(wǎng)上紙頁(yè)中的填料量占上網(wǎng)紙料中填料量的百分比??偭糁剩褐副A粼诩堩?yè)中的填料量占加入紙漿中的填料量的百分比。單程留著率與總留著率之間的關(guān)系涉及到白水系統(tǒng)中的填料是否充分循環(huán)回用的問(wèn)題。顯然,單程留著率要小于總留著率。造紙化學(xué)品3單程留著率濃度測(cè)量近似計(jì)算法:
Rt=Cx/H=1–Ty/H式中:Rt———單程留著率(一次留著率)C———離開(kāi)網(wǎng)部濕紙頁(yè)干度(%)H———上網(wǎng)紙料(流漿箱中紙料)濃度(%)T———網(wǎng)下白水濃度(%)x———離開(kāi)網(wǎng)部濕紙頁(yè)總量與上網(wǎng)紙料總量的比值y———網(wǎng)下白水總量與上網(wǎng)紙料總量的比值單程留著率濃度測(cè)量近似計(jì)算法只需測(cè)量上網(wǎng)紙料濃度、白水濃度及離開(kāi)網(wǎng)部紙頁(yè)干度。簡(jiǎn)便易行。造紙化學(xué)品3總留著率的計(jì)算:一、灰分近似計(jì)算法:R=A/B×100%A———絕干紙頁(yè)灰分含量(%)B———絕干紙料灰分含量(%)未考慮填料灼燒損失、纖維灰分及抄紙過(guò)程中的纖維流失等,近似值。二、總留著率的精確測(cè)量法:參見(jiàn)P105式1-3-6造紙化學(xué)品3(二)填料留著機(jī)理及影響留著的因素
填料的留著是機(jī)械截流和膠體吸附的綜合作用結(jié)果,并以吸附作用為主。即顆粒較大的填料粒是靠機(jī)械截留作用而留著,顆粒較小的填料粒是靠膠體吸附作用而留著。造紙化學(xué)品3機(jī)械截流學(xué)說(shuō)認(rèn)為,顆粒較大的填料(例如滑石粉、瓷土等)不易隨同白水流失,留著率較高。紙張定量較大,纖維拼成較厚濾層,過(guò)濾速度較低,填料留著也就較多。這一學(xué)說(shuō)能夠在某些方面解釋填料的留著,但無(wú)法解釋顆粒細(xì)小的填料留著,也無(wú)法解釋助留劑的作用。造紙化學(xué)品3膠體學(xué)說(shuō)認(rèn)為,填料顆粒在水中帶負(fù)電荷,吸附帶正電荷的電解質(zhì),變?yōu)閹д姾?,并沉積于帶負(fù)電荷的纖維上。造紙化學(xué)品3影響填料留著的因素(1)填料顆粒的形狀:鱗片狀及針狀顆粒的留著率比圓形顆粒高。(2)紙頁(yè)定量越大、厚度越大、漿料打漿度越高、礬土用量適當(dāng)增加,留著率越高。(3)白水循環(huán)回用增加、漿料細(xì)小纖維含量高,比表面積大的漿料有利于提高填料留著率。(4)漿料溫度提高、紙機(jī)車速提高、各處真空度提高、網(wǎng)部振動(dòng)加大、網(wǎng)目大,會(huì)使填料留著率而下降。造紙化學(xué)品3第四節(jié)染色
一.染色和調(diào)色的目的紙張的染色是指在紙漿中或紙張上使用某些色料,使其具有某些希望的色相,這樣的工藝過(guò)程和操作稱為紙張的染色。調(diào)色是指在紙漿中加入少量色料,使其具有某些希望的色相。目的:賦予紙頁(yè)某種色相,或使紙的白度提高。造紙化學(xué)品3色相的調(diào)制校正原理色相調(diào)配圖
原色:黃、紅、藍(lán)間色:兩種原色混合即得間色復(fù)色:兩種間色混合即得復(fù)色補(bǔ)色:某原色與它對(duì)應(yīng)的間色互為補(bǔ)色造紙化學(xué)品3調(diào)色:染色過(guò)深,可加與其相對(duì)應(yīng)的色相(補(bǔ)色)使色澤變淺,如染紅色過(guò)深,可加綠色使之變淺。因?yàn)橄鄬?duì)色相具有互相吸收發(fā)射光譜的作用。染色過(guò)淡或帶雜色,加用與其相鄰的色相,如消除紅中帶紫,加橙色,消除綠中帶黃加蘭色。造紙化學(xué)品3三.色料的分類和性質(zhì)色料可分為顏料和染料兩大類。顏料:大多數(shù)是無(wú)機(jī)化合物,如碳黑、群青、鉻黃。一般不溶于水,與纖維無(wú)親和力,而是依靠礬土類的作用吸附在纖維表面,耐光性、耐酸、耐堿性強(qiáng)。用顏料染色,易于導(dǎo)致紙張染色的兩面性。造紙化學(xué)品3
染料:分天然的和合成的兩類。天然的著色力較差。合成染料能溶于水,著色力強(qiáng),價(jià)格低廉。合成染料又分:堿性染料、酸性染料和直接染料三大類。(一)堿性染料(Basicdyestuffs)(二)酸性染料(aciddyestuffs)(三)直接染料(Directdyestuffs)(四)熒光增白劑造紙化學(xué)品3四.染色操作及影響染色的因素(一)染色操作1.漿內(nèi)染色2.壓光染色3.浸漬染色4.涂布上色造紙化學(xué)品3(二)影響染色的因素1.紙漿的性質(zhì)2.打漿3.膠料與礬土4.填料造紙化學(xué)品35.PH值堿4.5-6.5酸4.5-5.04.5-8多數(shù)4.5-5.56.溫度7.其它化學(xué)藥劑氧起氧化作用影響著色8.染色兩面性造紙化學(xué)品3第五節(jié)助劑
助劑是指造紙化學(xué)助劑,是指在生產(chǎn)中除使用施膠、加填、染色等填加劑之外其它非纖維性的化學(xué)填加劑的統(tǒng)稱。造紙化學(xué)品3使用助劑的目的和作用(一)提高生產(chǎn)效率(二)改進(jìn)質(zhì)量賦予紙張?zhí)厥獾男阅埽ㄈp少流失節(jié)約原材料的消耗(四)消除生產(chǎn)障礙(五)改進(jìn)生產(chǎn)操作造紙化學(xué)品3干強(qiáng)劑能夠提高紙張的下列強(qiáng)度性能:(紙張的強(qiáng)度性能隨纖維間結(jié)合力的增加而增加)1.抗張強(qiáng)度(裂斷應(yīng)力、裂斷長(zhǎng))2.韌性(破裂時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變功)3.耐破強(qiáng)度4.耐折度5.橫向抗張力(內(nèi)部結(jié)合強(qiáng)度)6.挺度(紙頁(yè)厚度恒定)7.表面抗磨性能造紙化學(xué)品3隨纖維間的結(jié)合力的增加而降低:1.撕裂度(一種理論認(rèn)為)2.壓縮性3.彎曲柔軟性(厚度恒定)造紙化學(xué)品3(一)聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺是一種線狀的非離子型聚合物
其分子量可以從幾千到一千萬(wàn),不溶于有機(jī)溶劑,但是可以溶于水形成清澈、透明粘狀的液體。造紙化學(xué)品3聚丙烯酰胺可以丙烯胺為初始原料,經(jīng)改性水解生成丙烯酰胺,丙烯酰胺單體在催化劑的作用下聚合就可以生成非離子型的聚丙烯酰胺。由于非離子型的聚丙烯酰胺在紙漿中的留著率很低,很少直接加入到紙漿中使用,而是改性成陰離子型或陽(yáng)離子型聚丙烯胺后使用。
造紙化學(xué)品3陰離子聚丙烯胺可以用兩種方法合成:共聚和水解。共聚聚丙烯酰胺是以一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸為原料,在一定條件下,通過(guò)共聚反應(yīng)得到??刂贫叩谋壤捌渌鼦l件,可以得到不同分子量和電荷密度的陰離子聚丙烯酰胺。用做干強(qiáng)劑的陰離子聚丙烯酰胺分子量為40-60萬(wàn),羧基含量為5%-10%。造紙化學(xué)品3眾所周知,纖維也帶負(fù)電荷,因此APAA不能直接被纖維吸附,需要在明礬的作用下(PH4.5)才能發(fā)揮其最大效益。繼生產(chǎn)了陰離子聚丙烯酰胺以后,又發(fā)展了陽(yáng)離子聚丙烯酰胺;與陰離子聚丙烯酰胺相比,CPAM具有較寬的PH值適用范圍,在酸性、中性或堿性條件下,加不加硫酸鋁均能提高紙張干強(qiáng)度。造紙化學(xué)品3CPAM有效的電荷量為2-10%摩爾。1萬(wàn)以下作分散劑。50-100萬(wàn)作干強(qiáng)劑。200-1500萬(wàn)作絮凝劑。造紙化學(xué)品3(二)淀粉及其衍生物:原淀粉氧化淀粉陰離子淀粉陽(yáng)離子淀粉兩性淀粉造紙化學(xué)品3濕強(qiáng)劑三十年代人們就開(kāi)始采用熱固性合成樹(shù)脂處理紙漿或紙張使紙張?jiān)贊?rùn)濕強(qiáng)度增加。1935年發(fā)明了脲甲醛樹(shù)脂(UF樹(shù)脂)1942年發(fā)明了三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(MF樹(shù)脂)1946年發(fā)明了陽(yáng)離子改性UF樹(shù)脂造紙化學(xué)品3可獲得再濕強(qiáng)度高達(dá)50%,同時(shí)可能使紙的某些干強(qiáng)度指標(biāo)和施膠度有相應(yīng)提高。MF和CVF被廣泛使用,直到60年代初仍居首要地位。七十年代,隨著工業(yè)的發(fā)展,一種中、堿性熟化的濕強(qiáng)劑聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂(PAE樹(shù)脂)出現(xiàn)了。造紙化學(xué)品3
優(yōu)點(diǎn):但其損紙需在堿性條件下處理。隨著精細(xì)化工業(yè)的發(fā)展,目前聚胺類系列產(chǎn)品開(kāi)始走入造紙工業(yè)中,有代表性的兩種是827水溶樹(shù)脂(羥基烷撐與胺的低聚物)和TDC水溶性樹(shù)脂。特點(diǎn):具有良好的絮凝增濕強(qiáng)效果,低溫下即可熟化,損紙易于處理。造紙化學(xué)品3濕強(qiáng)劑的作用機(jī)理:通常的濕強(qiáng)劑除了能溶于水外,他們至少還必須具有以下兩個(gè)特征:①他們必須具有正電荷,能有效的吸附到漿料中帶負(fù)電的纖維和細(xì)小纖維上;②他們能夠相互交織,通常是熱固性的。造紙化學(xué)品3樹(shù)脂以兩種形式賦予紙頁(yè)濕強(qiáng)度;其一是樹(shù)脂與纖維分之間形成化學(xué)鍵。在濕紙頁(yè)成形和壓榨的機(jī)械作用下,可以引起加入的聚合物分子與纖維表面聚合物分子(半、纖維素的形區(qū)、木素殘余物等)的相互交聯(lián)作用,這種交聯(lián)形式,我們稱之為的聚合物分子與纖維表面分子間的共交聯(lián)。其二是樹(shù)脂分子鏈相互交
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