苯乙烯-丙烯酸(SAE)聚合物表面施胶剂与AKD表面施胶剂的区别
苯乙烯-丙烯酸丁酯改性AKD表面施胶剂的研究与应用
韦克 先生
江门市高层次 人 才,现任亚太 森博(广 东)纸业有限公司技术部经理;主要从事 文化用纸质量、工艺、原辅料技术支持。
中图分类号:TS727+.5; TS753.9 文献标志码:A 文章编号:1007-9211(2024)04-0070-05
70 第45卷第4期 2024年4月
摘 要:基于抗水型表面施胶剂与增强型表面施胶在实际生产 过程中存在的问题,本文提出了苯乙烯-丙烯酸丁酯改性A K D表面 施胶剂概念及工艺方案,并将其应用于文化用纸的生产。结果表 明:对于使用O B A增白的文化用纸,相比于增强型表面施胶剂,苯 乙烯-丙烯酸丁酯改性A K D表面施胶剂在保证产品强度性能与抗 水性能优良的前提下,能够降低A S A的用量15.09%,表面施胶剂用 量降低13.15%,O B A总用量降低26.54%,平均每吨纸节约成本8.07 元,产生了较好的经济效益。 关键词:表面施胶剂;文化用纸;荧光增白剂OBA
技术 Technology
表面施胶可以赋予纸张优良的抗水性能,同时起到 增加纸张强度的作用,也是确保纸张能够满足使用需求 的重要工艺[1-5]。常用的表面施胶剂种类有淀粉、羧甲基 纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、苯乙烯-马来酸酐共聚 物与A K D等[6~8],在实际生产中为了提升使用效果也会将 多种施胶剂复配进行使用。
Apr., 2024 Vol.45, No.4
Technology 技术
表1 不同表面施胶剂的颗粒电荷测定值
表3 中试成纸性能对比
样品
PCD
抗水型表胶剂A1
107
增强型表胶剂S1
-40
苯乙烯-丙烯酸丁酯改性 A K D 表面施 胶剂 M 1
-39
样品
AKD施胶原理
AKD施胶剂的假施胶及其防治现在,随着AKD(烷基烯酮二聚体)施胶技术的日益成熟和A K D价格的降低,A K D 施胶剂和以AKD为主要成分的中性施胶剂在纸和纸板的抄造中得到广泛应用。
采用中性施胶,可以在保证纸页强度的前提下较大幅度提高纸张灰分,降低抄造成本;可以有效减缓纸张返黄,改善纸张品质;可以保持纸机系统清洁,减少对机械设备的腐蚀;使纸机采用白水封闭循环成为可能,起到了良好的环保效益等。
采用AKD施胶有很多优点,但如果使用不当或系统条件发生变化,在生产率也会出现一些问题,造成产品施胶度不够或AKD施胶剂用量增大而使得成本增加,更有甚者出现“假施胶”现象。
所谓“假施胶”是指刚抄造出来的纸张经测定具有施胶效果,但放置一段时间后达不到预期的施胶效果或完全失去施胶性能。
AKD是一种反应型施胶剂,抄造出来的纸或纸板下机后要放置一段时间,经过熟化才能达到最佳的施胶效果,这段时间为3~5天,所以如果出现假施胶的现象,将带来很大的损失,所以在生产上应加强管理,特别是对一些会引起假施胶的条件进行严格检测和控制,以免出现假施胶,影响AKD施胶的因素非常多,而且随着工厂生产条件和工艺结构的不同,AKD施胶更是存在着较大的差异,本文结合造纸生产的实际,对影响AKD施胶的几个主要因素进行了分析。
1 AKD施胶机理AKD属纤维反应型合成施胶剂,在中、碱性条件下,反应性官能团能够和纤维素上的羟基发生反应,形成共价键结合而固着在纤维上,在纤维表面形成一层稳定的薄膜,使纤维由亲水性变为疏水性,从而使纸页获得抗水性。
AKD虽然具有能够直接和纤维素羟基反应的官能团,但在纸机湿部二者基本不发生反应。
AKD乳液加入浆料中以后,施胶剂粒子仅仅只是分散在浆料体系中,多个施胶剂粒能够形成比较大的附聚团,这些附聚团和单个的施胶剂粒子吸附在细小纤维、填料和纤维表面,上网后随着这些细料的留着而留着在湿纸页中,此时AKD只是以静电吸附和游离形式存在,它和纤维素之间的共价键还没有形成。
苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸的共聚物胶水成分
苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸的共聚物胶水成分在进行文章撰写之前,我需要先对给定的主题进行一些深度和广度的评估,以确保文章的质量和有价值性。
我们将从简到繁地探讨苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸的共聚物胶水成分的基本概念和特性,然后逐步深入探讨其应用、制备方法以及实际意义。
接下来,我将着手撰写一篇满足深度和广度要求的中文文章。
文章标题:探秘胶水成分:苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸的共聚物在现代工业和生活中,胶水作为一个常见而重要的材料,在许多领域都有着广泛的应用。
胶水的成分以及其中的共聚物在其中起着至关重要的作用。
本文将深入探讨苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸的共聚物在胶水中的应用,以及其制备方法和实际意义。
1. 苯乙烯苯乙烯是一种重要的有机化合物,其化学结构中含有苯环和乙烯基。
作为一种重要的单体,苯乙烯在胶水中具有很多优异的性能,如良好的粘结性和耐候性。
在胶水制备过程中,苯乙烯往往作为单体之一参与共聚反应,从而赋予胶水良好的粘接性能。
2. 丙烯酸丁酯丙烯酸丁酯是一种弹性良好的合成树脂,其分子结构中含有丙烯酸和丁醇基。
作为共聚物的一部分,丙烯酸丁酯可以增强胶水的柔韧性和耐磨性,使得胶水在使用过程中更加稳固可靠。
3. 丙烯酸的共聚物丙烯酸的共聚物是一类重要的合成树脂,在胶水中扮演着举足轻重的角色。
通过合适的共聚反应条件,可以将丙烯酸与其他单体共聚得到具有特定性能的材料。
这些共聚物在胶水中具有优异的粘结力和耐久性,为胶水的性能提供了重要的支持。
以上是对胶水成分中苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸的共聚物的简要介绍,接下来我们将深入探讨它们在胶水制备中的应用、制备方法以及实际意义。
4. 应用与制备方法在胶水的应用中,苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸的共聚物往往是作为重要的粘结剂和增韧剂存在。
通过合适的比例和共聚条件,可以得到具有理想性能的共聚物,从而使胶水具有优异的黏合性、柔韧性和耐久性。
其制备方法主要包括聚合反应、改性反应以及后处理工艺等多个环节,需要精确的控制条件和工艺参数。
AKD施胶剂
影响AKD两项重要因素
保留不良
AKD会吸附在填料及细小纤维上,但其不易有效保留在纸张上,当其进 入白水后,则AKD会因为pH值、温度及时间的条件而进行水解反应。当其有机 会再次被保留时,其已丧失部分或全部的上胶功能。
吸附AKD的填料因保留助剂而絮凝
第二阶段:分布
• 如果以颗粒方式被保留在纤维表面,则其覆盖面积将很有限 • 如果AKD在纤维表面覆盖的效果愈好,则纸张的上胶效果就愈好 • 干燥的操作条件对AKD上胶效果的影响很大 • 在某些情況下,此AKD的分布反应步骤会是影响最大的操作
第三阶段:反应
• 不是所有的AKD均能夠与纤维反应 • 未反应AKD上胶剂只能达到反应完毕AKD上胶剂
表面上胶淀粉对AKD的影响
PH值 – 维持7.0~9.0范围,太低会影响AKD熟化,太高会破坏AKD键结
氨成分的来源 - 其为一有效碱,会渗透破坏AKD与纤维间脂化结合。(AP) 添加物 – 会产生氨的物质、pH值调整剂、淀粉氧化剂等
有效的AKD含量 - 保持部分有效的AKD成分来与表面上胶淀粉在机后反应
典型的纸板机烘缸部温度
烘缸数
溫 度 ( C°)
蒸汽用量对烘缸段后端纸板温度的影响
85 80 75 70 65 60 515,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4
蒸汽用量 ( t/t )
纸卷温度对边渗透的影响
边渗透 kg/m²
2,2
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
30
35
40
45
50
55
• 未反应上胶剂劑的降解 • PCC沉淀型碳酸钙 • 水分 • 碱成分
高分子表面活性剂在表面施胶中的应用
摘要:表面活性剂在造纸中有很大的应用,例如在制浆、湿部、脱墨、涂布加工等方面。
本文主要综述了几种主要的高分子表面活性剂如:阳离子淀粉,AKD 专用高分子表面活性剂,壳聚糖,聚乙烯醇,羧甲基纤维素等在表面施胶中的应用。
关键词:造纸、高分子表面活性剂、表面施胶。
表面施胶也叫纸面施胶,纸页形成后在半干或干燥后的纸页或纸板的表面均匀涂上胶料。
施胶剂分松香型和非松香型两大类,非松香型施胶剂主要用于表面施胶。
常用的表面施胶剂含有疏水基和亲水基,因此广义地说都是表面活性剂。
表面施胶剂主要有变性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。
可根据不同的需要选择不同的表面活性剂,如:提高抗水性,可用AKD、分散松香、石蜡、硬脂酸氯化铬、苯乙烯马来酸酐共聚物及其他合成树脂胶乳等;提高抗油性,可加入有机氟化合物,如全氟烷基丙烯酸酯共聚物,全氟辛酸铬配合物,全氟烷基磷酸盐等;增加防黏性,可加入有机硅树脂;改善印刷性能,主要用变性淀粉、CMC、PVA等[1];改进干湿强度,可加入PAM、变性淀粉等;改善印刷光泽度和印刷发色性,主要用CMC、海藻酸钠、甲基纤维素、氧化淀粉等。
为了提高表面施胶效果,通常采用两种或几种表面活性剂共用的方法。
1. 淀粉是一种天然高分子化合物,它是一种重要的表面施胶剂和纸张增强剂。
在造纸工业中,薯类淀粉使用效果较好。
天然未改性的淀粉粘度较高,流动性差,容易凝聚,用水稀释后易沉淀,故在表面施胶中常用各种改性淀粉。
改性淀粉在较高浓度时仍有较低的粘度,并保持良好的溶解性、粘着力和成膜性能。
用于表面施胶的改性淀粉主要有氧化淀粉、阳离子淀粉、阳离子型磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、双醛淀粉、乙酸酯淀粉、酸解淀粉。
以下主要介绍阳离子淀粉。
阳离子淀粉通常是指淀粉在一定条件下与阳离子试剂反应制得的产物,阳离子试剂主要有叔胺盐类和季铵盐类阳离子试剂。
阳离子淀粉还可以通过淀粉与阳离子型乙烯基单体通过自由基共聚法制得。
AKD施胶
AKD施胶AKD是反应型的施胶剂,下机后不能立刻达到最佳施胶效果,得经过72小时的熟化时间才能完全反应,所以会造成不同时间的施胶度差异。
所以在检测AKD施胶的施胶度时,要在105°C的烘箱里烘10~15分钟,再检测,会比较接近最佳施胶度。
一般来说,系统ph过高,且使用AKD施胶时,腐浆会大大的增多,要注意杀菌或更换生产用水。
1..AKD施胶与PH关系AKD的施胶效果与pH值的关系很大,一般认为只有在中、碱性条件下AKD的内酯环才能打开与纤维素上的羟基反应。
当pH<6时,AKD 几乎不能产生施胶作用;随着pH值增加,AKD的施胶效率会逐渐提高,尤其是pH在6.7~7.5之间时,纸页的施胶度上升最快;但当pH值>8.o时,施胶度的上升速度开始减慢。
可见系统pH值对施胶效果有重要的的影响,pH值太低或太高施胶效果都不理想。
其原因是pH值太低时,施胶剂的化学反应速度比较慢,随着浆料pH值的增加,反应速度随之加快,但同AKD的水解速度也随之加快,施胶效果会因AKD的水解而降低。
因此,生产上pH值一般应控制在7.5~8.5之间,根据实际运行经验,当纸机流送系统pH值在7.8~8.2之间时,AKD的施胶效果最好。
2.AKD施胶剂的假施胶及其防治现在,随着AKD(烷基烯酮二聚体)施胶技术的日益成熟和A K D价格的降低, A K D施胶剂和以AKD为主要成分的中性施胶剂在纸和纸板的抄造中得到广泛应用。
采用中性施胶,可以在保证纸页强度的前提下较大幅度提高纸张灰分,降低抄造成本;可以有效减缓纸张返黄,改善纸张品质;可以保持纸机系统清洁,减少对机械设备的腐蚀;使纸机采用白水封闭循环成为可能,起到了良好的环保效益等。
采用AKD施胶有很多优点,但如果使用不当或系统条件发生变化,在生产率也会出现一些问题,造成产品施胶度不够或AKD施胶剂用量增大而使得成本增加,更有甚者出现“假施胶”现象。
所谓“假施胶”是指刚抄造出来的纸张经测定具有施胶效果,但放置一段时间后达不到预期的施胶效果或完全失去施胶性能。
不同增效剂在AKD施胶中的增效作用
不同增效剂在AKD施胶中的增效作用刘华;王凇【摘要】该文就环氧氯丙烷-二甲胺聚合物(EPI-DMA)、聚合氯化铝(PAC)、聚酰胺聚胺环氧氯丙烷(PAE)、硫酸铝及PAE+硫酸铝对烷基烯酮二聚体(AKD)乳液施胶过程的增效作用进行研究、对比,包括检测各施胶增效体系的电荷密度、粒径分布等,考察施胶剂用量对成纸施胶度及熟化温度对增效作用的影响.结果表明:各增效剂均改变原AKD乳液的粒度分布;当施胶增效体系用量达到8.0 kg/t(纸)时,且充分熟化后,施胶效果基本相同;EPI-DMA对促进AKD快速熟化效果最好,几乎不受熟化温度影响;提高熟化温度可以显著提升AKD+PAE+硫酸铝体系的施胶熟化速度.【期刊名称】《造纸化学品》【年(卷),期】2016(028)002【总页数】4页(P11-14)【关键词】烷基烯酮二聚体;环氧氯丙烷-二甲胺聚合物;聚酰胺聚胺环氧氯丙烷;聚合氯化铝;硫酸铝;增效【作者】刘华;王凇【作者单位】凯米拉(上海)管理有限公司,上海200233;凯米拉(上海)管理有限公司,上海200233【正文语种】中文【中图分类】TS727+.5施胶可以赋予纸张良好的抗渗透性,增强其对潮湿环境的适用性,并改善其书写和适印性,是多数纸张生产过程的必要工艺环节之一。
施胶剂按其原料来源可分为天然产物和人工合成等二大类,其中合成类施胶剂烷基烯酮二聚体(AKD)以其适用于中、碱性抄造环境,成本较低,施胶效果较好等特点受到造纸企业的青睐[1-3];然而采用AKD进行施胶,成纸下机时其施胶熟化度较低,任其室温存放自然熟化通常需要2星期时间才能完全熟化。
由于AKD施胶熟化速度慢,为快速检测并准确控制其施剂效果带来困难,对于要求下机施胶效率较高的产品,需要辅以施胶增效剂提高其熟化速度[4]。
施胶增效剂通过提高成纸施胶度或/和提高施胶熟化速度改善施胶效果。
据报道,聚合氯化铝(PAC)、聚酰胺聚胺环氧氯丙烷(PAE)、环氧氯丙烷-二甲胺聚合物(EPI-DMA)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)及瓜儿胶等对AKD施胶均有增效作用[5-9]。
AKD碱性造纸施胶剂(2021整理)
AKD施胶也与施胶系统的pH值有关。只有在中性或碱性条件下,AKD的内酯环翻开与纤维上的羟基进行酯化反响,生成牢固的共价键而产生抗水功能。AKD施胶最正确的pH值范围是7.5~8.5。
表1 不同pH值下AKD施胶与纸页抗水性关系
pH值
10
施胶度/s
50
51
60
65
20
CaCO3
20
裂断长/m
3850
4380
4490
耐破度/kg-2
施胶度/s
46
61
59
灰分/%
11.28
13.74
(折合CaCO3)
17.71
(折合CaCO3)
填料留着率/%
表4结果说明,AKD-LT中性施胶纸具有较高的物理强度和较高的填料留着率,裂断长比松香胶施胶纸高16.7%,比分散松香胶施胶纸高2.5%;填料留着率比松香胶施胶纸高29.4%,比分散松香胶施胶纸高17.1%。实验证明经AKD中性施胶后的纸张,在施胶度相当的条件下,填料留着率较大,而强度比酸性施胶纸高得多。采用AKD中性抄纸后,虽然施胶本钱有所增加,但高的填料用量及填料留着率,可以减少纤维的用量,或增加草浆的配比。从这个角度看,可以降低原材料的消耗,使生产本钱下降。普通松香胶施胶本钱(包括填料本钱)一般在120~160元/t纸,AKD中性施胶本钱在240~260元/t纸范围,比酸性施胶本钱高出近一倍。然而实验和工厂实践报道[6,12,13],中性造纸细料的首程留着率和成纸灰分含量高于酸性造纸。由表4数据可知中性纸灰分含量比酸性纸高出5.89%,这说明中性纸中纤维原料的使用量减少了5.89%,如果纤维原料的综合平均价以4725元/t浆计,那么吨纸生产本钱可降低约219.8元,相当于中性纸的施胶本钱。也就是说酸性纸的施胶本钱即是中性纸的施胶效益。因此,利用AKD中性抄纸后生产本钱非但不会增加,相反还能降低生产本钱,吨纸增加经济效益100元以上。
表面施胶剂的分类及作用
表面施胶剂的种类及作用许夕峰 靳光秀 梁福根 吴晓敏(杭州传化华洋化工有限公司,杭州311231)摘 要:本文对表面施胶剂进行了分类,并对每类产品的性能及在不同纸种中所起的作用进行了介绍。
关键词:表面施胶剂 造纸 印刷适应性1 前言施胶的目的是使纸或纸板具有抗拒液体(特别是水和水溶液)扩散和渗透的能力。
表面施胶[1,2]指的是湿纸幅经干燥部脱除水分至定值后,在纸的表面均匀地涂施适当的胶料的工艺过程。
在现代的造纸技术中,表面施胶已成为纸页表面施胶处理的主要形式,其作用不仅仅局限于赋予纸张一定的抗液性,在某些情况,则更加强调其对纸张印刷性能、纸张表面性能的改善。
因此,也有将表面施胶称为表面改性或表面增强的。
近年来,随着纸张表面施胶工艺的发展,许多化学品公司都研发生产出能适合纸张表面施胶用的化学品。
本文将主要介绍表面施胶化学品的种类及其在不同纸种中发挥的作用。
2表面施胶剂的种类2.1传统表面施胶剂淀粉是最常用的载体,也是施胶压榨中用量最大的化学品。
有关这方面的文献报道很多[3,6],这里需强调的是阳离子淀粉及酶转化淀粉。
阳离子淀粉[7]可与纤维形成离子键,因此在损纸回抄的过程中可更多的留在纤维表面,降低白水的COD,有利于环保。
酶转化淀粉[8]是一种生物变性淀粉,其转化结果与氧化淀粉相似,都是将淀粉的长分子链水解为短分子链。
酶转化淀粉的制备工艺比较简单,可现制现用,较常用的氧化淀粉,其最突出的优点是使用成本很低,因此越来越受到纸厂的青睐。
除淀粉外,PVA、CMC及海藻酸钠[9]有时也作为载体应用在施胶压榨上。
这些化学品都具有良好的成膜性,可封闭纸张的毛细孔。
2.2合成聚合物表面施胶剂[10-14]合成聚合物表面施胶剂在现代造纸工业中具有极其重要的地位。
与传统的浆内施胶剂不同,它们是专门为表面施胶而设计的,是目前表面施胶剂的主流产品。
该种表面施胶剂主要可分为三种类型:①水溶性聚合物表面施胶剂(SMA及SAA类);②聚合物水分散液表面施胶剂(SAE类):③聚氨酯水分散液表面施胶剂(PUD类)。
不同聚合物胶黏剂的性能和应用领域有何区别
不同聚合物胶黏剂的性能和应用领域有何区别聚合物胶黏剂是一种常见的粘合剂,它主要由聚合物以及各种添加剂组成。
根据不同的聚合物组成以及添加剂种类的不同,聚合物胶黏剂具有不同的性能和应用领域。
本文将从聚合物类型、粘度、粘着力以及耐久性四个方面介绍不同聚合物胶黏剂的性能和应用领域的区别。
一、聚合物类型常见的聚合物胶黏剂主要有聚合物乳液型、聚合物固体型、聚氨酯型等。
聚合物乳液型胶黏剂制备工艺简单,成本较低,适合于各种纸板、纸张等材料的粘合。
聚合物固体型胶黏剂具有密度高、强度大的特点,适合粘合各种塑料材料。
而聚氨酯胶黏剂具有粘度低、泌流性好的特点,适用于高速粘合作业。
二、粘度粘度是一种物质内阻抗力的量度,它通常被用来描述液体或半固体的黏稠度。
在聚合物胶黏剂中,粘度的大小会影响胶水的施工性能和使用寿命。
一般来说,粘度高的胶水对于粘附物表面的渗透性更好,但是它也可能导致胶水涂布不均或者固化不完全。
因此,根据不同的粘附物以及使用环境来选择粘度大小适合的聚合物胶黏剂是很重要的。
三、粘着力粘着力是指物体之间微观的物理吸附力和化学键键合力的总和。
它是影响聚合物胶黏剂使用性能的重要因素之一。
对于粘附物表面性质较好的材料,要求胶水的粘着力较强;而对于粘着性较弱的材料,就需要选择粘着力相对较弱的胶黏剂。
在选择聚合物胶黏剂时,需要根据不同的应用场景来选择合适的粘着力大小。
四、耐久性耐久性是指聚合物胶黏剂在各种环境条件下是否具有良好的耐用性能。
这包括不同温度、湿度、化学物质等各种因素的影响。
一般来说,选择聚合物胶黏剂时需要综合考虑胶水的耐热、耐湿和耐腐蚀等方面的性能。
例如,对于需要耐高温环境下使用的材料,就需要选择耐高温的聚合物胶黏剂。
总之,根据不同的聚合物类型、粘度、粘着力以及耐久性的不同,聚合物胶黏剂具有不同的特点和适用领域。
在选择聚合物胶黏剂时,需要综合考虑材料的性质和使用环境等因素,以选择合适的聚合物胶黏剂,以保证工作的正常进行。
苯乙烯丙烯酸酯聚合物表面施胶剂的研究进展_张恒
摘 要:SAE 表面施胶剂是由苯乙烯、丙烯酸及其脂类单体共同聚合的产物。由于其工艺简单,成本低廉,而且具
有良好的成膜性和耐水性,因此在表面施胶领域的应用越来越广泛,但这种乳液的耐溶剂性、耐磨性、耐候性、抗老
化性等性能还不够理想。近年来,国内外为提高 SAE 表面施胶剂的综合性能对其进行了大量的改性研究工作,主
有机硅 / 氟( 如乙烯基环四硅氧烷、甲基丙烯酸 十二氟庚酯等) 作为功能性单体,与苯乙烯、丙烯酸 酯等单体通过乳液聚合可制得稳定的有机硅氟改性 的苯丙乳液,作为表面施胶剂时,相比改性前极大地 增强了抗水抗油性,因此在应用于特种功能纸( 如 纸币、航海图等) 方面有极为广阔的工业应用前景。 而此类改性的技术难点在于不饱和有机硅在水相中 很容易水解生成活性的硅醇,继而发生交联缩合反 应,特别是当有机硅单体含量较大时更易产生大量 凝聚物,致使聚合反应失稳。因此,有机硅 / 氟改性 的 SAE 类表面施胶剂在市场上尚不多见。 2. 2 阳离子化
要从以下两方面进行: 一是引入功能性单体; 二是采取新的乳液聚合方法来改善乳液的性能,在研究过程中通常将
两种方法结合使用。引入功能性单体,如有机硅 / 氟、环氧树脂、水性聚氨酯等可以增强其耐水性、表面强度和与纤
维的结合强度等性质。采用新的乳液聚合方法,如无皂乳液聚合技术可以大幅度降低乳液聚合中乳化剂的用量,
中性施胶剂AKD和ASA
( ) 在 纸 机 干 燥 部 ,纤 维 素 反 应 型 胶 在 温 度 和 中 4
( ) p 值 作 用 下 , 应 性 官 能 基 与 纤 维 素 羟基 发 生 碱 性 H 反 酯 化 反 应 , 与纤 维 架 键 结 合 ,而 疏 水 性 长 链 脂 肪 基 转 并 向纸 面 , 其 具 有 高 度 抗 水 性 。 使
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R 一i 2 ∞ 一 i 2 0 一 一
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图 1 AKD 与 纤 维 和 水 的 反 应 式
( ) 维 素 反 应 型胶 本 身 具 有 憎 水 性 长 链 脂 肪 基 和 1纤
反应性官能基 。 ( )将纤 维 素 反 应 型 胶 加 入 浆 内 ,由 于本 身 带 阳 电 2 荷和 / 在阳离子剂帮助下 , 或 留着 在 阴 电荷 的纤 维 上 。 ( )湿 纸 页 在 压 榨 和 干 燥 过 程 中 , 料 微 粒 均 匀 吸 3 胶 附和分布在纤维表 面。
11 施胶机理 .
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2 1 烷 基 烯 酮 二 聚体 ( K . A D) 硬脂 酸 ) 肪 酸 混 合 物 与 氯 化 亚 砜 等 酰 氯 化 剂 反 应 , 脂 生
烷 基 烯 酮 二 聚 体 ( D) 常 以氢 化 牛油 ( 榈 酸 / AK 通 棕 种 反 应 型 施 胶 剂 ,又 称 之 为 石 油 树 脂 施 胶 剂 。 它 是 由
2023年浅谈:造纸化学品AKD中性施胶剂
浅谈:造纸化学品AKD中性施胶剂AKD是一种反应型施胶剂,对工艺条件有其特别性,作为使用者应当了解它的机理以及哪些工艺对它的使用效果有影响。
一、AKD的施胶机理AKD属纤维反应型合成施胶剂,在中、碱性条件下,反应性官能团能够和纤维素上的羟基发生反应,形成共价键结合而固着在纤维上,在纤维表面形成一层稳定的薄膜,使纤维由亲水性变为疏水性,从而使纸页获得抗水性。
AKD中性施胶剂的施胶过程包括以下过程:①留着——纸机湿部需要加入阳离子助留剂,提高AKD的留着。
在生产中,我们可以通过提升保留率来提升AKD在系统中的性能。
②分布——在干燥过程中,加热使AKD胶料在纤维素表面分布和扩展。
③定向和固着——在纸张的干燥和存放过程中,AKD的四元环基与纤维素羟基发生酯化反应,定向和固着在纤维上,完成施胶作用。
二、影响AKD中性施胶效果的因素①AKD的用量:应当是在保证施胶度的前提下越少越好。
AKD的施胶曲线表明:AKD有一个最小用量,低于它,施胶度几乎为零;但超过最佳用量,多余部分不但不能增加施胶度,而且会引起纸面摩擦系数过小,纸页打滑。
②助留剂体系:合理的助留系统应维持首程留着率在75%~85%。
在生产中用阳离子PAM作为助留剂,阳离子PAM要求有较高的分子量和较低电荷密度。
③AKD乳液存放条件及其在浆料悬浮液中的水解:AKD乳液可以在室温下贮放2个月,不允许超过30℃或受冻。
实践证明,贮存温度超过30℃或受冻,AKD的用量是正常用量的两倍以上。
若加水稀释必需在48小时内用完,否则AKD会水解,失去施胶作用。
所以夏天使用AKD的单耗会上升,这是由于系统温度高,部分AKD产生水解,不能起到施胶的效果。
④硫酸铝使用:由于硫酸铝是价格廉价的阴离子捕获剂(ATC),但要留意pH值的掌握。
⑤pH值:AKD的施胶效果与pH值的关系很大,当pH<6时,AKD 几乎不能产生施胶作用;随着pH值增加,AKD的施胶效率会渐渐提高,尤其是pH在6.7~7.5之间时,纸页的施胶度上升最快;但当pH>8时,施胶度的上升速度开头减慢。
新型AKD表面施胶剂的制备及应用
Abstract: The preparation and application of a new AKD surface sizing agent was studied. The comparison test was carried out between the new AKD surface sizing agent and traditional AKD under same conditions. The result show that anti-water performance of the new AKD surface sizing agent is higher than that of the traditional AKD. The new AKD surface sizing agent with higher solid content, can save transportation costs and has the advantage of less dosage, fast curing and high performance price ratio. Key words: surface sizing agent; anti-water; curing; AKD
1min测Cobb值 g /m 2
21.3 20.6 19.7 18.8 17.6 16.8
表4 新型AKD表面施胶剂的中试应用
原产品用量 Cobb值 g/m2 新AKD用量 Cobb值 g/m2
kg/t纸
(正面/反面)
kg/t纸
(正面/反面)
3
35/42
3
18/19
2.5
21/24
2
23/26
1.5
苯乙烯-丙烯酸(SAE)聚合物表面施胶剂与AKD表面施胶剂的区别
苯乙烯-丙烯酸(SAE)聚合物表面施胶剂与AKD表面施胶剂的区别2010 年4 月19 日一、前言:在生产、储存和使用的过程中,纸张纤维都会吸收空气和环境中的水蒸气因而导致纸张水分增加、强度降低,进而影响纸张的使用性能。
尤其是包装纸箱所用的牛皮纸、瓦楞纸和箱板纸,吸潮后会导致纸板、纸箱变软;在贮存、使用和运输过程中,纸箱变形,影响包装箱的外观质量、影响包装物的储存和码垛;甚至还会损坏包装箱内的商品。
为了解决纸张吸水和返潮的问题,通常要在造纸过程中添加抗水性能的化学品,即术语所称“施胶剂”。
最初的施胶工艺,主要是在纸浆的制浆过程中,直接在浆内添加胶体材料,即“浆内施胶”,这样可以提高纸张的抗水性,避免包装纸吸潮后影响其使用性能。
但是,经过多年的实践后发现,“浆内施胶”存在两个问题,一是浆内施胶会影响纸张纤维之间的结合力,会降低包装纸的强度;二是浆内施胶量较大,额外增加了过多的成本。
另外,包装纸在印刷过程中,经常会出现掉粉、掉渣(纤维脱落)以及油墨吸收不均匀和渗透等现象,影响包装纸的印刷质量,浆内施胶无法改善这种现象。
为此,开始尝试在纸张的表面涂覆一层胶体材料,可以起到防止掉粉、掉渣以及提高纸张印刷质量的作用,同时还能阻止水蒸气渗透到纸张内部,起到了浆内施胶的作用,因此,“表面施胶剂”应运而生。
表面施胶剂(简称表胶)是指在纸张表面涂加的旨在增加纸张抗水性的一种化学胶剂,既可以提高纸张的印刷性能,同时还可以防止纸张吸水返潮而导致强度降低。
相对于浆内施胶,表面施胶剂的成本只是浆内施胶的15-30% ,具有很好的性价比,自2002 年以后,发展迅速。
长期以来,低档包装纸例如普通瓦楞纸、箱板纸均不施胶,随着越来越多的大型纸机投产,产能相对过剩,大型纸机生产的低克重表胶纸能够取代小厂生产的高克重无表胶的普通纸,例如75 克表胶高强瓦楞纸可以取代90-100 克的无表胶普通瓦楞纸。
因此从金融危机之后,低速纸机生产的未表胶的低档纸正陆续被替代,一些小厂在先进产能淘汰落后产能的客观规律作用下而相继倒闭。
改性苯乙烯丙烯酸酯乳液及其在表面施胶中的应用
改性苯乙烯丙烯酸酯乳液及其在表面施胶中的应用胡惠仁;徐建峰【摘要】A series of core-shell type cationic soap-free SAE latexes were prepared by using styrene ( St), butyl acrylate (BA) and methyl methacrylate(MMA) as main materials and introducing functional monomer, by adding in drops continuously and using starch( CS-8), with high molecular weight and low viscosity as the emulsifier and the dispersant.The influence of functional monomer ( cationic monomers and water-resistant functional monomers) on properties of styreneacrylate(SAE) and its surface sizing effect were studied, and the sizing effects between SAE and the commercial styrene-acrylate sizing agent 8906 and the commercial AKD were compared.In this study, DM (dimethylaminoethyl methacrylate), DAC (acryloyloxyethyltrimethyl ammonium chloride) and DMC (methacryloy-loxyethyltrimethyl ammonium chloride) were selected as cationic monomers and rosin as water-resistant monomer.The effects of the type and dosage of cationic monomer and the dosage of rosin on the properties of SAE emulsion and its surface sizing features were investigated.The results showed that when DM is used with the dosage of 2%, the characteristics of the emulsion are much better.And the water-resistant performance and the tensile strength of the ink jet printing paper sized with SAE increases significantly compared to that of unsized paper.It also showed that when the amount of rosin is about 2%, emulsions with excellent performance were obtainedby dissolving rosin into the mixed monomers and adding in drops continuously.And the water-resistant performance of the paper sized with the emulsion improves pared to commercial surface sizing agent AKD and styrene-acrylate sizing agent 8906, SAE modified with DM and rosin is superior to AKD obviously in water resistance and physical strength of the paper, even a little better than 8906.%利用高分子质量、低黏度淀粉(CS-8)的乳化、分散作用,以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,引入功能性单体,采用核壳聚合法制备了阳离子苯乙烯丙烯酸酯(SAE)乳液.重点研究了功能性单体对SAE乳液性能及表面施胶效果的影响,并与商品苯丙类施胶剂8906及AKD进行了比较.结果表明,选用甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DM)为阳离子单体(用量2%),松香为抗水性功能单体,SAE乳液的综合性能较佳.经SAE施胶后,喷墨打印纸的抗水性能和抗张强度均得到明显改善.将以DM、松香为功能性单体所制SAE乳液与苯丙类施胶剂8906及AKD进行比较,发现其对纸张抗水性能和物理强度的改善作用明显优于商品AKD,稍优于苯丙类施胶剂8906.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2011(030)002【总页数】6页(P11-16)【关键词】苯乙烯丙烯酸酯;无皂乳液;阳离子单体;抗水单体;表面施胶【作者】胡惠仁;徐建峰【作者单位】天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457;天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457【正文语种】中文【中图分类】TS727随着造纸、印刷及相关领域的不断发展,表面施胶的作用及优势显得尤为突出,对表面施胶剂的要求也越来越高[1-4]。
光固化涂料中的粘着性剂的种类和作用
光固化涂料中的粘着性剂的种类和作用随着科学的不断发展,人们的生活也得到了很大程度上的改善。
其中,化学领域的技术发展极大地推动了社会进步,尤其是在涂料行业中。
光固化涂料是一种新型涂料,采用光固化技术,通过紫外线或者电子束固化成膜,具有干燥快、环保、节能、效果好等特点。
在光固化涂料中,粘着性剂的种类和作用至关重要,下面我们将对其进行探讨。
一、粘着性剂的种类1. 丙烯酸及其共聚物由于丙烯酸及其共聚物的双键含量高,因此自由基引发剂易引发在丙烯酸单体分子上,反应速度快,容易引发交链反应。
丙烯酸及共聚物制成的光固化涂料干燥快,凝固性好,具有优异的粘着力和较高的耐久性。
2. 乙烯-丙烯酸酯共聚物这种化合物具有较强的聚合性、附着力和柔软性,在涂料制造中常用于制备高固形份、高粘度和多功能的透明涂料。
3. 丁基丙烯酸酯共聚物丁基丙烯酸酯共聚物制成的涂料干燥快速,具有良好的附着力,耐久性强,在制作木器涂料、电子产品涂料和印刷涂料时广泛应用。
二、粘着性剂的作用1. 提高涂料的附着力粘着性剂的主要作用之一是增强涂层的附着力。
如加入亲油性粘着性剂,可让涂料涂抹时更能够附着于基材表面,减少脱落现象。
加入亲水性粘着性剂,可增强涂料与基材表面的粘附性,提高附着力。
2. 改善涂料的耐久性粘着性剂的另一个主要作用是改善涂料的耐久性。
通过调整粘着性剂的种类和比例,可以使涂料不受污染、机械摩擦、化学溶剂和紫外线照射等因素侵蚀,从而提升涂料的使用寿命。
3. 调节涂料粘度粘着性剂还可以调节涂料的黏度,使其具有适当的流动性和涂覆性。
如通过加入高分子粘着性剂和稀释剂,可以调节涂料的黏度和稀释性,使其具有适宜的涂刷性和流动性。
总之,粘着性剂的选择和作用是影响光固化涂料质量的关键因素之一。
通过科学的控制和调配,可以使光固化涂料具有最佳的性能和最长的使用寿命,为实现墙面粉刷、木器涂装、电子产品涂装等行业的绿色、环保、高质量发展提供有力的保障。
AKD施胶增效剂
AKD施胶增效剂
周景辉;马兴东
【期刊名称】《中华纸业》
【年(卷),期】2005(026)008
【摘要】探讨用PAE作为漂白苇浆AKD中性施胶生产胶印书刊纸的增效剂.结果表明:用PAE作AKD的施胶增效剂可以明显缩短获得成纸最终施胶度的时间.与阴离子捕集剂一起加入到浆料中增效效果较好,尤其是PAE用量为0.01%最好.纸页熟化1 h就可得到较好的施胶度,并且与没有加入增效剂的纸页熟化3h的施胶度差不多.用AKD施胶增效剂可以大大缩短取得施胶度的时间,对AKD施胶的纸页施胶度滞后现象有明显的改善作用.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】周景辉;马兴东
【作者单位】大连轻工业学院,辽宁,大连,116034;大连轻工业学院,辽宁,大
连,116034
【正文语种】中文
【中图分类】TS727+.5
【相关文献】
1.AKD施胶增效剂—聚酰胺聚胺环氧氯丙烷的研究 [J], 林伟生;赵汉强
2.不同增效剂在AKD施胶中的增效作用 [J], 刘华;王凇
3.丙烯酸酯类表面施胶剂取代AKD表面施胶的必要性 [J], 危志斌;钟洪霞;张淑霞;
张瑞杰
4.纤维基AKD胶解决传统AKD施胶问题 [J], 胡玉梅;郑娥
5.AKD施胶增效剂PPE的研究 [J], 林伟生;赵汉强
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AKD技术资料
A K D技术资料(总19页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--AKD中性施胶剂1、AKD化学名:烷基烯酮二聚体。
AKD中性施胶剂属于反应型施胶剂,需要在水分较少、温度较高时与纤维发生化学反应,才能起到抗水作用。
结构式:R-CH=C-CH-R’| |O- C=0(R,R’为C14-C18烷烃)R-CH2-C-CH-R’ R-CH2-C-CH2-R’|| | ||OC=O O|O-纤维(水解产物)用于AKD施胶剂合成的硬脂酸一般选择C14到C18,碳链越长,则熔点越高,施胶效果越好,但乳化越困难;反之,则熔点越低,施胶效果差,容易乳化,乳液稳定性差。
如果以50%硬脂酸与50%棕榈酸为原料合成AKD,则乳化性与施胶效果较为平衡。
(棕榈酸为十六烷酸,属软脂酸,熔点为℃),现在多以硬脂酸为原料制备AKD,一般为1840硬脂酸(即C18含量为40%)。
2、技术指标外观:乳白色液体固含量:(15 ±)%pH 值:~粘度:≤ 20 mPa ·s(25 ℃)分散性:冷水中易分散离子性:阳离子保质期:30天(5 ~30 ℃)①固含量的测定方法及注意事项与PPE湿强剂相同。
②pH值测定方法与PPE湿强剂相同,如果发生水解,乳液的pH值会有所升高,且不能与碱性物质混合,以免破坏内酯环的稳定,AKD施胶剂发生水解。
③AKD施胶剂粘度较小,一般使用乌氏粘度计测定,但目前有的企业使用转子粘度计测定(0#转子),不同型号的粘度计测定值可能存在差异。
粘度较大,AKD乳液保质期较短。
如果乳液的粘度出现明显增加,则说明AKD乳液已经发生水解,水解物棕榈酮粘性较大,所以粘度增大。
④正常AKD乳液分散性较好,分散性与乳液本身粘度有一定关系,所以如果AKD乳液发生水解,粘度增大,则分散性会降低。
⑤AKD乳液的保质期与存储环境、生产工艺有关。
环境温度过高过低,保质期都会缩短,所以储存环境应避免高温、暴晒,保持阴凉通风。
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苯乙烯-丙烯酸(SAE)聚合物表面施胶剂与AKD表面施胶剂的区别2010年4月19日一、前言:在生产、储存和使用的过程中,纸张纤维都会吸收空气和环境中的水蒸气因而导致纸张水分增加、强度降低,进而影响纸张的使用性能。
尤其是包装纸箱所用的牛皮纸、瓦楞纸和箱板纸,吸潮后会导致纸板、纸箱变软;在贮存、使用和运输过程中,纸箱变形,影响包装箱的外观质量、影响包装物的储存和码垛;甚至还会损坏包装箱内的商品。
为了解决纸张吸水和返潮的问题,通常要在造纸过程中添加抗水性能的化学品,即术语所称“施胶剂”。
最初的施胶工艺,主要是在纸浆的制浆过程中,直接在浆内添加胶体材料,即“浆内施胶”,这样可以提高纸张的抗水性,避免包装纸吸潮后影响其使用性能。
但是,经过多年的实践后发现,“浆内施胶”存在两个问题,一是浆内施胶会影响纸张纤维之间的结合力,会降低包装纸的强度;二是浆内施胶量较大,额外增加了过多的成本。
另外,包装纸在印刷过程中,经常会出现掉粉、掉渣(纤维脱落)以及油墨吸收不均匀和渗透等现象,影响包装纸的印刷质量,浆内施胶无法改善这种现象。
为此,开始尝试在纸张的表面涂覆一层胶体材料,可以起到防止掉粉、掉渣以及提高纸张印刷质量的作用,同时还能阻止水蒸气渗透到纸张内部,起到了浆内施胶的作用,因此,“表面施胶剂”应运而生。
表面施胶剂(简称表胶)是指在纸张表面涂加的旨在增加纸张抗水性的一种化学胶剂,既可以提高纸张的印刷性能,同时还可以防止纸张吸水返潮而导致强度降低。
相对于浆内施胶,表面施胶剂的成本只是浆内施胶的15-30%,具有很好的性价比,自2002年以后,发展迅速。
长期以来,低档包装纸例如普通瓦楞纸、箱板纸均不施胶,随着越来越多的大型纸机投产,产能相对过剩,大型纸机生产的低克重表胶纸能够取代小厂生产的高克重无表胶的普通纸,例如75克表胶高强瓦楞纸可以取代90-100克的无表胶普通瓦楞纸。
因此从金融危机之后,低速纸机生产的未表胶的低档纸正陆续被替代,一些小厂在先进产能淘汰落后产能的客观规律作用下而相继倒闭。
近年来新上的中速纸机大多增加了表面施胶的装置,因此表面施胶是包装纸施胶的发展趋势。
同时,由于浆内施胶量大成本高,正在逐步被表面施胶剂取代。
总体而言,表面施胶剂市场前景广阔。
二、表面施胶剂的简要介绍:表面施胶剂的种类很多,大体可分为天然高分子和化学合成高分子两大类。
淀粉及改性淀粉是典型的天然高分子,但其性能有很大的局限性;目前将淀粉及改性淀粉与化学合成高分子配合起来使用,已取得了良好的效果。
从离子型方面,表面施胶剂又分为阳离子型、阴离子型和非离子型表面施胶剂。
实践表明,用于包装纸的表面施胶剂,阳离子型效果最好。
目前最为普及的是阳离子型苯乙烯丙烯酸酯聚合物乳液(简称苯丙乳液);这类产品合成工艺稳定、操作简便,在表面施胶后成膜性和抗水性好,是应用和发展最快的品种。
在表面施胶的机理方面,业内人士已普遍达成了如下共识:1)阳离子表面施胶剂,要与配合施胶的大量淀粉链状分子进行交联反应,形成以聚合物高分子为核心节点的网状结构覆盖在纸张的表面,并形成一个致密的抗水薄膜,从而阻止水蒸气进入与纸张内部与纤维结合,防止纸张返潮;同时还可以防止纸张掉粉掉渣提高印刷质量。
2)表面施胶剂的聚合物高分子还需要与纸张纤维有良好的结合,减少表面施胶剂向纸张内部的渗透,减少表面施胶剂的用量,降低成本。
3)根据以上两个特性,苯乙烯丙烯酸类的阳离子聚合物,其高分子自带的正电荷与淀粉链分子的负电荷以及纤维的负电荷结合,可以形成紧密的链接,起到了良好的表面施胶抗水作用。
4)由于纸浆抄造过程中,会携带大量的负电荷的干扰离子,而这些干扰离子会与阳离子表面施胶剂结合而降低施胶作用,因此,为了配合阳离子表面施胶剂的使用,还需要添加硫酸铝增加正电荷,来中和带负电荷的干扰离子。
因此硫酸铝是表面施胶的一个重要助剂。
三、苯乙烯丙烯酸类(SAE)表面施胶剂的特点:SAE类表面施胶剂是当前发展最快、应用最广的聚合物表面施胶剂,主要由苯乙烯、丙烯酸酯和各种功能单体共聚而成,其合成工艺简单、黏度低、泡沫少、使用方便,抗水效果好,目前应用最普及。
根据其合成工艺,SAE类又可分成两种:第一种,微乳液聚合型(也称为纳米乳液——是指粒径在1-100 nm的乳液):典型代表:BK-532。
我公司的PSC-330和PSC-430属于同类产品,通过仪器分析发现,微乳液聚合型表胶的性能特点表现如下:a)阳离子性强,电荷强度(Zeta电位)达到45以上;b)平均粒径小于100纳米;其中含有大量20-40纳米的粒子;c)玻璃化温度高,Tg值在40 C°以上;第二种,普通乳液聚合型:代表产品为汽巴表胶;清正合成PSC-100;国内大多数厂家均采用这种工艺,其物理性能如下:a)阳离子性(Zeta电位)比微乳液聚合型的要弱,大约是25左右:b)没有50纳米以下的粒子,平均粒径大于100纳米;c)玻璃化温度在40 C°左右;SAE表胶的施胶机理和物理性能的影响:A)SAE类表面施胶剂的施胶机理:具有阳电荷的SAE聚合物分子,通过与淀粉的交联反应,形成网状的抗水薄膜,同时SAE阳离子高分子还余纤维负离子结合,主要附着在纸张的表面,从而形成了SAE抗水高分子+淀粉链交联+纤维链交联的网状结构而成为一种致密的薄膜。
B)Zeta电位的强弱是阳离子表胶的一项重要指标,直接关系到表胶与淀粉的结合力,两者之间的结合力强,则在纸张表面上形成的薄膜强度就高;同时也关系到表胶与纤维的结合力,两者之间的结合力强,则施胶时表胶渗透到纸张内部的溶液就少,因此添加量就少;C)粒径大小影响到两个方面:第一,粒径小,乳液中的高分子粒子数就多,涂覆在纸张表面形成的网膜就更致密;第二,粒径小,意味着同等加量的情况下,抗水粒子的比表面积更大;因此如果要求达到同样的抗水性,粒径小,就意味着可以添加量减少。
通常来说,在同等固含的情况下,纳米乳液的表面施胶剂添加量要少得多。
D)玻璃化温度的高低(Tg值)对与表胶在实际应用中会否粘缸有影响,实践证明,Tg值大于5 ºC以上,一般不会出现粘缸现象,因此两种乳液均远远超出,不存在粘缸问题。
四、ADK施胶剂的概述:1.AKD中性施胶剂:是以烷基烯酮二聚体(简称AKD)、阳离子表面活性剂为原料,经均质工艺乳化而成的白色乳液,是一种适于中碱性(pH值7.5~8.5)条件下抄造的反应型浆内施胶剂。
广泛用于各种中高档文化纸、照相原纸、果袋纸、包装纸及纸板等施胶纸的生产。
2.AKD浆内施胶机理:乳液中的阳离子AKD微粒借助于阳离子淀粉、聚丙烯酰胺等单元或双元助留系统留着于纤维表面,经压榨和初干燥阶段,AKD微粒熔融,并在纤维表面均匀扩散和重新分布,形成高度取向的单分子层,在干燥和贮存阶段与纤维分子上的羟基发生酯化反应而牢固地键合在纤维上,具有憎水性的长链脂肪基团转向纸面,从而达到优良的抗水效果。
但将这种施胶剂用于表面施胶时,ADK施胶剂与淀粉无法形成交联反应,形成一层抗水薄膜,因此无法阻止水蒸气的通过,因此,这样纸张在潮湿的天气下,就容易返潮。
3.AKD易水解变质,产生浮浆,影响纸机顺行。
AKD的内酯环结构使其极易同带活泼氢的物质发生反应。
水解后的AKD对施胶无效。
为尽量降低水解率,除加适当的水解抑制剂外,需要保护胶体和稳定剂使乳液稳定。
阳离子淀粉以它价廉和良好的电化性能被大量用作AKD 保护胶体和稳定剂。
但淀粉对温度适应性较差,高温时易水解变质,导致乳液贮存稳定性和耐温性下降,粘度变化大、含固量提不高等弊端。
4.需要较长的熟化期:由于AKD在水中不稳定,容易水解失效,因此在AKD乳液制备过程中,还需加一些其他物质,如稳定剂、增效剂等。
稳定剂也称水解抑制剂,它保证AKD在乳液状态时(即酸性条件下)稳定,而在抄纸过程中(中/碱性条件)稳定剂失效,AKD与纤维素发生反应产生施胶度,但AKD与纤维素羟基反应是个较缓慢的过程,需要较长的熟化时间,造成其不适用于在线涂布的涂布纸板的生产,同时也影响到造纸厂对产品的出厂质量控制。
五、SAE与AKD表面施胶剂的优缺点:1)SAE纳米乳液:典型代表:BK-532;本公司,清正合成PSC-330。
在阳离子强度和粒径分布的双重影响下,在同等添加量的条件下,表胶的吨纸消耗量最少,折成100克瓦楞纸在1.5-2公斤/吨纸;生产工艺和技术复杂,成本高,销售单价高;本公司PSC-330,相对跨国公司产品而言,售价降低了20%以上。
SAE的突出特点就是,表胶与淀粉链结合紧密,大量的纳米粒子能够在纸张表面形成致密的薄膜,因此纸张施胶后不易返潮。
强阳离子性的表胶对造纸纤维处理过程中的杂质和干扰离子较敏感,因此较适合大型纸厂和高速纸机使用(纤维较干净)。
2)SAE普通乳液:典型代表——国内的表面施胶剂。
由于阳离子性和粒径分布的双重影响,在同等条件下,其添加量通常是微乳液型消耗量的1.5-2.5倍,折合成100克瓦楞纸,其表胶的添加量在3-5公斤左右,与每家工厂的纤维处理、中水水质和污泥回抄等因素相关。
由于一些小纸机纤维中杂质较多,需要添加比较多的硫酸铝来消除干扰离子,因此施胶条件是在酸性(PH 3-4.2)。
普通乳液聚合型,技术工艺和生产相对普及,因此国内生产厂商最多。
但由于各家生产工艺和技术水平的差异,导致表胶的吨纸添加量不同,彼此间单价差异最大,从5000-8000元/吨不等,是目前造纸厂最难辨别的一类。
3)AKD类:其特点是,目前唯一能够在中性条件下施胶的施胶剂,在用于浆内施胶时的PH值可以大于7;但用于表面施胶时,也需要加入硫酸铝,因此其施胶液也呈现酸性PH3.0-4.0。
表观单价便宜,但是吨纸消耗量大;性价比并不突出。
通常来说,折合成100克重的瓦楞纸,吨纸消耗量在4-6公斤不等。
新施胶的纸张,容易满足抗水性的要求,但是需要2小时以上的熟化时间,才能达到小于35 g/㎡60S。
与SAE类表胶相比,AKD类表胶无法与淀粉分子形成交联反应因此不能在纸张表面形成高分子抗水薄膜,无法阻止纸张受潮,因此其最大的缺点是容易返潮。
这一点,已经得到造纸厂的普遍认同,在潮湿多雨的华南地区,尤其是夏季,问题更严重。
另外,其乳液的保质期短,通常在15-30天左右,时间长了会水解。
AKD类型的表面施胶剂不能够用于涂布白板纸,会导致严重缺陷。
AKD类型表胶的成品纸,初始抗水性好,但在制作纸板过程中容易“打滑”,不利于胶粘剂与箱板纸粘合。
六、如何辨别表面施胶剂的品质1. 简单目测:(实物演示)从溶液的颜色上,简单区分AKD类和SAE类;从溶液的透明度上,可以简单区分粒径大小;2. 简单实验:(实物演示)将表胶液摊在玻璃皿中,烘干后观察其成膜性;将成膜的表胶,用水浸泡,观察其是否会发白;3. 仪器分析法:粒径分布、Zeta电位和Tg值;4. 可勃法评价:与标准试样的表胶在同等条件下测定其吸水值;吸水值越小越好。