造纸助剂

造纸助剂第一章造纸过程现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、涂布、加工等主要步骤：制浆段：原料选择→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→洗涤筛选→浓缩或抄成浆片→储存备用调制—抄纸段：散浆→除杂质→精浆→打浆→配制各种添加剂→纸料的混合→纸料的流送→头箱→网部→压榨部→干燥部→表面施胶→干燥→压光→卷取成纸涂布段：涂布原纸→涂布机涂布→干燥→卷取→再卷→超级压光加工段：复卷→裁切平板（或卷筒）→分选包装→入库结束一、制浆：纸浆为造纸的第一步，一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法、半化学制浆法等三种。

造纸原料：有植物纤维和非植物纤维（无机纤维、化学纤维、金属纤维）等两大类。

漂白：这一工段会有大量的黑液产生，既污染的源头。

二、调制：纸张的调制为造纸的另一重点，纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关。

一般常见的调制过程大致可以分为以下三步骤：散浆、打浆、加胶与充填。

（一）打浆：利用物理方法处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有造纸机生产所要求的特性，生产出符合质量要求的纸和纸板。

这一操作过程称为打浆。

打浆对纤维的作用：细胞壁的位移和变形，初生壁和次生壁外层的破裂，吸水润涨，细纤维化和横向切断等。

（二）调料：1、施胶——通过向浆料中加入有抗水性胶料物质，使纸张具有一定抗水性能，在一定程度上不易为水或水溶液所浸润，这一操作过程叫做施胶。

2、纸和纸板按施胶程度不同分为——重施胶纸：书写纸、胶版印刷纸、绘图纸、包装纸、书皮纸、纸袋纸等。

轻施胶纸：凸版印刷纸、凹版印刷纸、打字纸、有光纸、和涂布厚纸等。

不施胶纸：吸墨纸、卷烟纸、卷筒新闻纸、滤纸、卫生纸、浸渍加工纸原纸、变性加工纸和钢纸原纸等。

（三）加填：向纸料悬浮液中加入不溶于水或不易溶于水的矿物质或人造填料。

三、抄造过程：将稀的纸料均匀地交织和脱水，再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装，故一般常见流程如下：1、纸料的筛选：将调制过的浆料再稀释成较低的浓度，并借着筛选设备，再次的筛除杂物及未解离纤维束，以保持品质及保护设备。

2、网部：使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或塑料网上均匀的分布和交织。

3、压榨部：将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间，藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用，将湿纸作进一步的脱水，并使纸质较紧密，以改善纸面，增加强度。

4、干燥：由于经过压榨后的湿纸，其含水量仍高达52 －70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。

5、表面施胶——也称纸面施胶。

是把已抄成的纸或纸板浸入施胶剂溶液中或用施胶机向纸面施加一层薄层胶料，待施胶剂干燥之后，就在纸面上形成一层抗液性胶膜，使纸取得抗水性，还可增加纸的强度和挺度，改善纸的书写性能，提高纸的耐摩擦性及耐久性，还可以解决纸的掉毛、掉粉问题。

多用于高质量纸种，如钞票纸、证券纸、扑克牌纸、高级书写纸、高级胶版印刷纸等。

6、压光：压光机用以提高纸的平滑度、光泽度和厚度均匀性。

7、卷纸：将出压光机的纸在线卷成卷筒。

四、涂布：是在原纸上涂上一层涂料(coating color)，使纸张具有良好的光学性质及印刷性能等。

其主要用途有：印刷杂志、书籍等出版用纸和商标、包装、商品目录等印刷用纸，两者的比例约为1:3。

涂布纸大至可分为：铜版纸、涂布纸、轻量涂布纸，除此之外还有烙光涂布纸等特殊涂布纸。

涂布纸的制造，简单的说是指在原纸之上涂上涂料，经过干燥后再用压光机使得它的表面平滑化，因此原纸与涂料是左右涂布纸品质的重要因素。

五、加工：裁切、选别、包装：取前面已卷成筒状的纸卷多支，用裁纸机裁成一张张的纸，再经人工或机械的选别，剔除有破损或污点的纸张，最后将每五百张包成一包（通常叫做一令）。

第二章造纸化学品一、定义：造纸化学品是指造纸过程中所使用的各种化学药剂、助剂的总称。

它所包括的内容比较广泛，既有制浆化学品（如蒸煮助剂、脱墨剂等），抄纸化学品（如施胶剂、湿强剂等），纸加工化学品（如杀菌剂、消泡剂、涂布剂）和治污化学品等四大类。

其目的是为了提高纸的品质和生产效率、改善操作条件、降低制造成本、增加经济效益和开发新的纸种。

二、胶料：（一）分类：1、植物胶：松香、氧化淀粉、羧甲基纤维素等。

2、动物胶：骨胶、皮胶、干酪素、硬脂酸等。

3、矿物胶：石蜡、水玻璃等。

4、合成胶：乙烯酮二聚物、烯基琥珀酸酐阳离子型丙烯酸酯等。

目前，世界上仍以松香应用最广泛。

（二）松香——是松脂通过蒸馏去掉松节油以后得到的固体物，一般含有80-90%的松脂酸，其分子式为C19H29COOH。

4-5级松香呈橙黄色且透明，最适合造纸工业用作施胶剂。

造纸工业用的松香要求其具有160-180毫克KOH的造化值。

不皂化物含量应≤9%，挥发物应≦0.5%，软化点应在73-78℃。

松香胶——松香不溶于水，但能与纯碱、烧碱发生化学反应，生成松香酸钠，这种反应叫做松香的皂化，其生成的胶粒叫松香胶。

包括中性胶（全部皂化）、白色胶（10-45%的未皂化）、高游离松香胶（70-90%未皂化）、强化松香胶（又叫马来松香胶，高效能的改性松香胶）。

强化松香胶——具有软化点高、酸价高、皂化值高、抗氧化稳定性强，作为造纸施胶剂，用量低、施胶效果好。

（三）施胶剂——施胶剂是一种造纸添加剂，能赋予纸和纸板抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蚀等性能以提高平滑度、强度和施用期。

可分为浆内施胶剂和表面施胶剂。

浆内施胶剂大致分为松香系施胶剂、合成施胶剂和中性施胶剂三大类。

表面施胶剂一般使用阴离子型高分子物质。

施胶剂又称浆内施胶，指对纸浆、纸张、纸板进行处理，取得抗流体渗透的性能而添加的化学品。

这类化学品具有亲水性基团和疏水基团，在纤维表面使外侧定向为疏水基团，使纸赋予疏水性和抗流体渗透性。

除吸墨纸、滤纸、蜡纸、卷烟纸、生活用纸等纸种外，几乎所有纸张均需施胶。

在纸上施胶可提高纸张抗水、抗油、抗印刷油墨等性能，同时可提高光滑性、憎水性、印刷适应性。

施胶有两种方法，一种是在纸页成形前（打浆或配料时）将施胶剂添加于纸浆内称为浆内施胶，另一种是在纸页成形后涂饰于纸或纸板表面称为表面施胶。

浆内施胶剂主要有松香施胶剂、合成施胶剂、石蜡施胶剂及中性施胶剂。

表面施胶剂及中性施胶剂。

表面施胶主要是改善纸页表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛。

用得较多的是改性和未改性的淀粉，也有采用PVA的。

其他还有石蜡乳液、动物胶、羧甲基纤维素、聚氨酯、苯乙烯-马来酸酐共聚物，丙烯酸和丙烯酸酯类共聚物、二羟基脂肪酸化合物等三、填料：1、概述——加入纸浆内的一些基本不溶于水的固体微粒。

为了达到加填的目的，造纸填料应具备粒径细小均匀，较高的白度和较大的相对密度，化学性质稳定，不易与酸碱作用，不会发生氧化或还原作用，不溶解或不易溶解于水，有较大的遮盖率、折射率和散射系数，资源丰富，价格低廉等特点。

填料一般为无机矿物性的，近年来也发展了有机合成填料。

常用的有滑石粉、高岭土、二氧化钛、碳酸钙等。

也有因特殊要求而加入特种填料的，如电导用纸以炭黑为填料，使具有导电性能等。

2、作用——具有不透明性，提高纸的不透明度，使薄纸更适宜于两面印刷；可提高纸张白度；改善纸张平整度和均匀状态，增加纸张柔软性，并使纸面平整光滑，更适宜于印刷和书写；可以降低纸张的吸湿和减少变形；满足纸张的特殊要求等。

3、分类——天然填料：滑石粉、白土（高岭土）、碳酸钙、石棉、生石膏、重晶石（碳酸钡）、烧石膏）等；人造填料（沉淀碳酸钙、钙镁白、沉淀硫酸钙、二氧化钙、锌钡白、锌白、硅铝酸钠、硅酸钙）等。

四、色料：有颜料和染料两大类。

颜料多为无机化合物（即无机颜料），不与纤维直接接触，只适用于纸张的涂布。

染料多为有机化合物，溶于水，有碱性、酸性、直接染料和荧光增白剂。

荧光增白剂：能使纸增加白度的一种特殊染料。

能吸收不可见的紫外光变成可见光，消除纸浆中的黄色，增加纸张的视觉白度。

国内增白剂主要有增白剂R（具有红光）、增白剂B(具有蓝色)、增白剂VBL(蓝光)。

五、造纸助剂：1、蒸煮助剂——在制纸浆过程中，能辅助蒸煮剂提高蒸煮效率的化学药品，具有脱除木素的化学作用和保留纤维强度的胶体作用，缩短蒸煮时间，减少碱及漂液用量，提高纸浆白度及滤水性。

主要有蒽醌、二氢二羟基蒽二钠盐、醌等。

二氢二羟基蒽二钠盐，可加快脱木素速度，缩短蒸煮时间，制浆速度快，耗能小，碱和漂白化学品用量小，纤维得率高，减少废液负荷，环境污染小。

无臭。

其添加用量以0.02％～0.05％为宜。

2、脱墨剂——能使废纸纤维和油墨分离的化学品或生物制品。

主要作用是破坏油墨对纸纤维的黏附力，使油墨从纤维上剥离并分散于水中。

基本组成：①表面活性剂：具有渗透、乳化分散、洗净作用，浮选时有起泡性和安定性，有阴/非离子型。

②漂白剂：提高脱墨后浆料白度。

③碱类：起皂化、洗净的作用。

④硅酸钠：起缓冲、洗涤、分散作用。

分类：洗涤法、浮选法、洗涤-浮选法脱墨剂等。

生物酶脱墨剂：主要成分是碱性脂肪酶，它直接分解废纸上的油墨、涂料及色料，还能去除纸浆中的树脂。

生物酶脱墨剂的优点：①直接降低脱墨成本，综合成本优势明显；②生物酶脱墨条件温和，化学品用量少，纤维损失小，保持良好的纤维特性；③大幅度降低污水COD和BOD，有利于环保，减轻污水处理能力；④有效处理胶粘物问题，提高纸机运行效率；⑤不用或少用硅酸钠烧碱等化学品，防止管道结垢；⑥明显提高纸浆得率及提高纸张强度；⑦清洁生产，节省能源，降低物耗⑧使用简单，适应现在大多数脱墨工艺3、消泡剂——又称防沫剂，用以抑制和消灭造纸过程中由各种因素形成泡沫的化学品。

浆内消泡剂：非离子有机硅乳液、二甲基硅油及气相二氧化硅等。

造纸消泡剂：脂肪酸酯及非离子表面活性剂，消除造纸配料时所产生的泡沫，并不影响纸张强度及施胶效果；乳化硅油消泡剂，甲基硅油水乳液。

4、助留剂——改善纸机网部纤维和细料留着的化学品。

A、助留剂的类型：(1)常规助留剂——包括单元和双元系统。

它们的特征是高聚物加在纸机压力筛出口。

常规助留剂以高聚物为主，之前可添加明矾、聚合氯化铝(PAC)或定着剂。

常用的定着剂为聚胺(Polyamine)、聚二烯丙基二甲基氯化铵(Polydadmac)和聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine)。

(2)微粒助留剂——由阳离子聚丙烯酰胺等高聚物和微粒子组成，可以更加有效地克服絮凝、助留和成纸匀度之间的矛盾，尤适用于大型高速和夹网纸机。

微粒子是最后加入的化学品。

常用的微粒子有：膨润土(Bentonite)、胶体硅(Silica)和有机微聚物(micropolymer)。

高聚物有：①阴/阳离子淀粉、淀粉醚型：白色粉末状，用于抄纸湿部添加，提高纤维及填料的留着率，提高纸张强度。

②阳离子聚丙烯酰胺类:无色透明粘状液体。