改性AKD用于胶版印刷纸表面施胶
中性胶AKD使用说明
中性胶AKD使用说明
1、AKD烷基烯酮二聚体,是一种反应型施胶剂。
结构特点是拥
有长碳憎液性能的官能团,既是起施胶作用的基团;拥有能与纤维素键结合的反应基,即羰基或酐基、能与纤维素发生作用,形成酮基,能取得较好施胶效果。
2、AKD虽属于中性施胶剂,但在PH=7.5~8.5时效果最好,
PH值超过8.5施胶效果反而下降,即熟化时间短;碱度对施胶也有较大影响,总碱度在150—250mg/l为佳,可提高施胶效率和熟化速率。
但AKD本身保留率较低,要借助于驻留剂(变性淀粉、阳离子淀粉)。
3、AKD目前所用的固含量为15%,贮存应放于阴凉地方,不
宜太阳直晒,否则会水解,其保存期只有一个月时间。
4、影响AKD施胶效果的添家药品:消泡剂、毛布清洗剂、阴
离子染料等。
明矾和AKD添加点应最好分开并且避免过多加入。
明矾用于碱性施胶目的是中和干扰物质而改变AKD 施胶条件。
5、AKD使用于重施胶的纸,由于AKD需要一定的熟化时
间,特别是下机放置24h效果更佳,一般档案纸及液体包装纸使用AKD施胶,所以不必担心吸水性的变化。
6、AKD的加入量为8~11kg/T纸,但需要较好的保留剂进行
保留,染料使用量会下降,加入太多成纸做成纸箱后会打
滑,所以生产中注意不是加入量越大越好。
7、实验室测试以下机时取样在105℃时烘5-8min,测吸水性
为标准。
AKD文献调研
AKD文献调研AKD施胶剂最早是由美国Hercules公司于20世纪50年代开发的。
它是一种低熔点(一般在43~55℃之间)的浅黄色蜡状固体,不溶于水。
其研发的初衷是作为一种可以与纤维反应的浆内施胶剂,但由于乳液稳定性较差,胶料留着低,并未获得广泛应用。
随后阳离子AKD 中性施胶剂的开发,由于其发挥了高不透明度、高白度、低成本的沉淀CaCO3填料的优势,许多高档纸开始从传统的酸性抄纸转向中/碱性抄纸,自此,AKD进人了快速发展的时期。
AKD是一不饱和内酯,它的分子中有1个内酯环和2个烷基侧链。
一般认为其内酯环是反应性官能团,可以打开与纤维素表面的羟基发生反应,生成不可逆的β-酮酯,并固着在纤维上,疏水性的烷基朝外,从而使纸页产生抗水性能。
同时AKD还会水解生成施胶效果较差的β-酮酸,并进一步生成双烷基酮而丧失施胶性能[1]。
AKD不溶于水,其作为内施胶添加剂时同其他许多湿部化学品一样,需要将AKD制成能稳定分散在水中的小颗粒。
因为AKD是非离子型的,在水中又较易水解,故应先将AKD用阳离子型稳定剂乳化,使其稳定分散,同时由于乳化剂的保护作用,可降低AKD的水解速度。
形成的AKD乳液胶粒带有正电荷,提供了与带负电荷的纤维产生静电结合的机会,从而使AKD粒子可以靠静电留着机理留着在纤维上,随后通过AKD分子在纤维表面的迁移与定向,使纸张具有整体抗水性。
近些年来,高强瓦楞原纸的需求日益增加,并且向着轻量化、高强度、重施胶的方向发展,带动了表面施胶型AKD乳液的出现,并逐渐成为研究与应用的热点。
另外,也有使用AKD 包覆淀粉淀粉[2]、AKD改性滑石粉/绢云母作为填料的研究[3],进一步拓宽了AKD在造纸领域的应用。
本次文献调研按照AKD不同的应用方式分类,简要论述了AKD乳化剂的合成以及AKD乳液的制备方法,同时也简单提及AKD在填料领域的应用。
1 AKD作为浆内施胶剂时乳液的制备AKD作为浆内施胶剂应用时,首先要解决的是AKD的乳化问题。
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。
AKD
1、引言造纸工业由酸性抄造转向碱性抄造已成为不可逆转的必然趋势,这一转向最根本的变革,是施胶剂由传统的松香皂胶改变为中碱性施胶剂。
AKD(烷基烯酮二聚体的简称)是中碱性施胶剂中热胶性能最优良的一个品种,它以乳液形式可直接用于纸厂,进行浆内施胶,它能赋予纸张优越的杭水或抗酸、碱溶液渗透能力,也可赋予纸板抗边缘渗透的能力,同时,大大改善纸张的物理性能,全木浆的品种特别是以麦草浆为主的中高档纸种,使用AKD之后,综合成本下降、污水减轻、产品升高为优质档次、社会效益、经济效益等综合提高200一400元/吨。
经好多厂家使用我厂的AKD施胶剂后使产品更上一层楼,并得到广大用户的赞誉,达到了高档纸的质量水平。
自投放市场以来,已先后在江苏、河南、山东、安徽、广东、陕西等地几十家纸厂用于生产静电复印纸、双胶纸、铜版原纸、无碳复写纸、档案纸、照相原纸、水松原纸、邮票原纸、餐饮纸等纸种,得到了用户的好评,宏光牌AKD乳液产品质量及使用效果优于国内同类产品,与国外产品质量相当,完全可以替代进口产品。
成武县宏光化工有限公司生产的宏光牌AKD乳液随时为您的需求提供全方位优质服务。
2、产品性能及质量标准2.1 AKD乳液的有效成份为烷基烯酮二聚体,其结构式为(R、R'为C14H29或C16H33)2.2 AKD乳液为水包油型,可以用水稀释而不分层。
2.3 AKD乳液质量标准 2.4 AKD乳液的包装及贮存包装:净重200公斤塑料捅或1000公斤塑料方捅。
贮存:贮存温度以5-25℃为宜,贮存时间为二个月。
3、产品的优越性使用AKD乳液作为施胶剂后,使造纸工艺由酸性造纸转变为技术先进的碱性造纸。
3.1碱性造纸的特点:①施胶剂由松香皂胶改为施胶性能良好的AKD乳液。
②填料由滑石粉改为白度高、光散射性能好、价廉的碳酸钙。
③定着剂由矾土(硫酸铝)改为不用定着剂而用助留剂阳离子淀粉和聚丙烯酞胺(PAM)组成的双元助留系统,使首程留着率提高至75%以上。
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。
AKD中性施胶剂在胶版纸生产中的应用
AKD中性施胶剂在胶版纸生产中的应用2007年3月11日AKD中性施胶剂在胶版纸生产中的应用中性施胶剂是指在抄纸工序中,将系统PH值调到7以上的一种施胶工艺。
目的:使纸和纸板具有一定的抗水性,既提高产品的施胶度。
常见的中性施胶剂有ASA、AKD。
中性抄造改进了纸张的强度性质和老化行为。
酸性抄造的纸张大约在50年后降解,而中性抄造的纸张则超过500年。
为了进一步提高纸张质量,增加产品的市场竞争力,我们将传统的酸性抄造改为中性抄造,取得了成功。
本文对AKD中性施胶剂的施胶机理及其生产中的应用特点做一介绍。
1、AKD中性施胶剂的施胶1.1 AKD的结构特点AKD及烷基烯酮二聚体,是一种反应性施胶剂,它的化学结构有两个特点:(1)、拥有长碳憎液性能的官能团,即起施胶作用的基团。
(2)、拥有能与纤维素键合的反应基,即16—18长链烷基羧基,能与纤维素发生作用,形成酮基,能取得较好施胶效果。
但反应基也能与水反应,生成无施胶作用的水解物,影响施胶效果。
R代表烷基,在65℃以上极易水解,内脂1.2 AKD中性施胶剂的施胶机理AKD中性施胶剂的施胶过程包括以下过程:留着、定向、分布、和固着。
(1)、留着——纸机湿部需要加入阳离子助剂和阳离子淀粉助留,提高AKD的留着。
(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的四元环基和纤维素羟基发生脂化反应,定向和固着在纤维上,完成施胶作用。
1.3影响AKD中性施胶效果的因素(1)、AKD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存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,若加水稀释必须在48小时内用完,否则AKD会水解,失去施胶作用。
(2)、纸浆类型使用全化学木浆抄造的纸,施胶效果最好,掺用芦苇浆抄造的纸次之,掺用麦草浆抄造的纸施胶效果最差。
AKD施胶的反应机理
AKD施胶的反应机理丁明曌;刘温霞【摘要】烷基烯酮二聚体(AKD)作为中碱性施胶剂,其应用越来越广泛,进一步研究AKD的施胶特征迫在眉睫.该文介绍了AKD的施胶机理,着重介绍了反应性施胶理论,同时介绍了AKD在施胶过程的铺展迁移现象.【期刊名称】《造纸化学品》【年(卷),期】2011(023)003【总页数】4页(P15-18)【关键词】烷基烯酮二聚体;施胶;机理;铺展迁移【作者】丁明曌;刘温霞【作者单位】山东轻工业学院山东省轻工助剂重点实验室,山东济南,250353;山东轻工业学院山东省轻工助剂重点实验室,山东济南,250353【正文语种】中文【中图分类】TS727+.5烷基烯酮二聚体(AKD)是国内外造纸业公认的效果优良的反应型中/碱性施胶剂,主要应用在证券纸、铜版纸、邮票原纸、照相原纸、复印纸、水松纸、高级文化用纸等生产中。
尽管AKD施胶存在打滑、施胶滞后等缺点,但是,近年来对AKD的研究和使用越来越多。
AKD具有在中性或碱性条件下施胶的显著优势,但其作用机理和特征至今仍然尚存在着争议,未能达成统一。
一般沿用的假说认为,AKD的内酚环为反应官能团,能与纤维表面的烃基反应,打开内酯环,形成β-酮酯,从而固着在纤维上,并在纤维表面定向,产生施胶作用。
即施胶作用主要是由于在纤维表面形成了纤维素的β-酮酯(反应性施胶机理)[1]8。
但许多试验结果的出现[2-3],使人们对AKD的反应性施胶机理提出了质疑,有人提出了强键-弱键理论[4]111-113。
AKD本身是非离子型的,并且不溶于水,在水中又容易水解。
为了获得较好的施胶效果,并且使AKD不水解,使用阳离子型的分散剂和稳定剂乳化,这样就使AKD粒子带正电荷,通过静电留着机理留着在带负电的纤维上。
AKD乳液粒子留着在纤维上之后,由于颗粒较大,不能与纤维充分接触,此时不会有反应发生。
在反应发生之前,还必须在纤维表面重新分布,即在纤维表面扩展成分子尺寸的薄膜[1]8-10[5]177。
AKD如何施胶剂的技术
AKD如何施胶剂的技术施胶是造纸的重要工艺过程之一,通过施胶可赋予纸和纸板一定的抗液性,防止或延缓某些液体对纸页纤维的渗透和扩散,以满足人们的加工和使用要求。
随着施胶剂和其应用技术的不断发展,人们在利用化学合成的方法开发新的高效施胶剂上取得了历史性突破,开发出新型施胶剂AKD,这种可同纤维素应的施胶剂可在中/碱性条件下施胶,可用CaCO3作填料,满足了某些特种纸和高档纸的要求,因而得到了迅速发展。
1AKD施胶机理AKD是英文AlkylKeteneDimer的缩写,其成分为烷基烯酮二聚体,AKD和其它施胶剂一样也有疏水和亲水两种基团,在施胶过程中都有留着,均匀分布,转向定位与纤维素成键结合的过程。
不同的是,加到纸料中的AKD乳液粒子由于自身带正电荷,并借助阳离子淀粉和PAM等助留剂的作用留着在带负电荷的湿纸纤维之间;在纸机的压榨和干燥过程中,这些球状的AKD粒子,由于熔点低,很易在纤维表面扩展分布,形成均匀的覆盖膜﹔在随后的纸页进一步干燥和下机贮存的一段时间,AKD分子上的活性基(内酯环)在适宜的条件下和纤维素上的羟基发生酯化反应,以牢固的共价键形式结合在纤维素大分子上,疏水的长链烷基转向纸面,从而使纸页获得一定的抗液体渗透和扩散的性能。
作为AKD胶乳的使用,要获得满意的施胶效果,使胶料留着在湿纸页中是关键,首程留着率要控制在75%-85%以上,其次是要提供使AKD与纤维形成共价键结合的条件。
2AKD胶乳使用前的检测AKD胶乳的质量主要取决于AKD蜡的质量,取决于乳化剂,乳化工艺和设备及存放的时间和条件。
为保证抄纸生产的正常进行,在使用前还可用下述简便的方法了解乳液的质量情况。
2.11000ml量桶装满水,滴入一滴AKD乳液,观察其在量桶中的分散情况,如液滴在量桶中缓慢下沉并逐渐扩散,最后均匀地分散在水中,说明这种乳液质量较好(分散得越快,质量越好),如果乳液不分散或分散成几块直线下沉至桶底或上浮,表明该乳液已严重变质。
造纸用施胶剂AKD系列造纸化学品和氨基酸保护剂A酯A胺保护氨基酸和
造纸用施胶剂AKD系列造纸化学品和氨基酸保护剂A酯A胺保护氨基酸和葡辛胺医药中间体行业002453 天马精化苏州市吴中区木渎镇生产环节外协的风险公司的主要产品之一AKD 原粉在生产过程中必须经过光气通光加工环节由于该环节反应需要使用的光气是一种受联合国及国家严格控制的危险性资源产品一般企业无法通过投资兴办、收购等方式拥有光气生产系统为保证生产业务的有序进行公司与上游光气资源企业采取长期排他性合作的形式开展委托加工业务。
公司2009 年度的AKD 原粉产量约1.8 万吨光气通光加工环节主要委托两家合作企业进行虽然合作企业都经过公司审慎遴选且已有三年以上稳定的合作历程但是不排除因各种突发情况而导致委外合作企业出现不能及时履行产品交付义务的情况进而影响公司产品订单的生产排期和交付。
汇率变动的风险报告期内公司出口销售收入占主营业务收入比例分别为34.69、36.01和38.70呈逐年提高的发展态势且主要以美元报价和结算。
自2005 年7 月21 日实施汇改以来人民币对美元一直保持升值态势截至2009 年12 月31 日累计升幅已达18.77并且未来汇率仍有进一步变动的可能性。
近三年公司出口业务因汇率变动产生的汇兑损失分别为117.46 万元、158.07 万元和40470 万元14.52万元占同期净利润的比重分别为3.22、4.01和0.31。
因此随着公司产品出口规模的继续扩大人民币对主要结算货币汇率的升值使出口业务将面临一定的汇兑损失风险此外人民币的升值还将直接影响产品的国际市场竞争力对销售收入增长也会带来不利影响。
出口退税政策变化的风险公司主营的精细化工产品出口过程中均享受国家的出口退税政策优惠报告期内主要出口产品为AKD原粉和医药中间体近年来两类产品的出口销售份额分别达到了40和60以上因此国家关于企业出口退税的政策调整对公司经营业绩有一定的影响。
公司产品2007年7月份以前的出口退税率为132007年7日1日起AKD原粉和医药中间体的出口退税率分别下调至9和52008年12日1日起医药中间体的退税率重新上调至92009年7月1日起AKD原粉的出口退税率上调至13。
akd生产工艺
akd生产工艺
AKD(Alkyl Ketene Dimer)是一种脂肪酰化合物,广泛应用于纸张表面的处理和改性中。
它可以提高纸张的耐水性、抗油渗性、抗渗透性和表面润湿性,从而改善纸张的印刷性能和质量。
AKD的生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 酮化反应:将油脂酸与甲醇反应生成酯化物。
首先,将天然油脂酸与甲醇在一定温度下加热搅拌,使其充分混合。
然后,加入酯化剂,如硫酸,作为催化剂,促使酮化反应发生。
在适当的时间和温度下反应后,可以得到油脂酸酯化物。
2. 偶联反应:将酯化物通过热解反应生成AKD。
将酯化物加热到较高的温度,使其发生热解反应,生成酮酸烷基吡咯烷酮(AKD)。
在热解的过程中,原先的酯化物发生断裂和重新组合,形成AKD临时二聚体。
3. 稳定化:将AKD二聚体通过降温和加入稳定剂来稳定。
降低AKD的温度,使二聚体逐渐结晶和固化。
此时,可加入一些稳定剂,如亚胺类物质,来提高AKD的稳定性和纯度。
稳定化处理后,AKD二聚体可以稳定地存在并用于纸张表面处理。
上述步骤只是AKD生产工艺的一种常见方式,实际生产中可能还包括其他的控制条件和处理工艺。
此外,AKD的生产过程中还需注意环境保护和安全生产,控制废气、废水和废渣的处理和排放,确保生产过程的可持续性。
AKD作为纸张表面处理的一种重要化学品,广泛应用于纸张和纸板的制造工艺中。
通过AKD的应用,可以提高纸张的性能和品质,满足不同领域的使用需求。
同时,科学合理地控制生产工艺,能够提高生产效率和产品质量,促进业务的发展和竞争力的提升。
AKD中性施胶剂
AKD中性施胶剂人们最早使用的施胶剂是淀粉,可以追溯到公元450年。
后来出现了动物胶,即将纸张浸于皮胶液中,直到l 807年,才出现了皂化松香施胶。
尔后松香施胶刑一直是最主要的纸张施胶剂之一。
虽然由淀粉施胶改为松香施胶后,施胶效果大大改善,但造纸系统由中性变为酸性。
纸内所含酸性物质(硫酸铝)促使纤维素水解,从而使纸张强度逐年降低,加速老化,严重影响纸张的贮存期。
为此造纸工作者针对松香胶的弱点开展研究工作,提出使用合成施胶剂进行中性或碱性施胶。
1948年,美国Herecules公司发明了中性施胶剂—一烷基烯酮二聚体(A1kylket ene DZmer简称AKD)1956年建厂投产。
1957年开始供应AKD中性胶乳(商品名为“Aq MapeI”) 并于1957年和1960年分别首次用于生产优质纸和奶瓶用纸扳中。
由于乳液稳定性差,阳离子淀粉和助团剂等化学品尚未发明,胶料留着串低,因而未能广泛应用。
1968年美国Nat:onalStarch s ChemZ cals Co发明链烯基琥珀酸酐(AIkenylS Mcc:n 6c Anhydr5de简称ASA)型中性施胶剂并建成投产(商品名Fi bran)。
1972年首次用于生产优质纸。
与此同时H6rpuIes公司1972年在欧洲推出四离子AKD中性胶(商品名“Hercon”)。
此后中性施胶剂质量不断提高。
1984年,在中性胶乳液中开始加入抑制水锦串的改性剂,乳液稳定性明显提高,胶料熟化时间缩短,使成纸在较短时间内,获得应有的施胶度。
中性施放应用技术在生产实践过程中也不断完善。
目前在国外已有了一套较成熟的AKD生产工艺。
随着中性施放应用领域的不断扩大和普及,中性施肮的效益逐步得到体现,加快了造纸工业由酸性向中性转变的发展趋势。
中性施胶剂虽然是美国发明并首先商品化的,但欧洲中性抄纸的进程却领先美国好些年。
目前欧洲碱性抄纸约占50一60%,美国约占20—30%,Hercules公司加入北美和欧洲的AKD发展行列,目前更多的产品提供给欧洲。
AKD技术资料
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。
生产时乳化剂的不同、剪切均质、粒径分布、粘度、pH值等,都会影响到乳液的储存稳定性。
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。
AKD
AKD烷基烯酮二聚物(Alkyl Ketene dimers)是造纸较常用的一种合成胶。
结构式如下。
RCH=C一CHR'丨丨O一C=O结构式中的R或R'为烷基,变更不同的烷基可以得到一系列的烷基烯酮二聚体,但适于造纸中性施胶的是14烷和16烷。
1948年,美国Herecules公司发明了一种中性施胶剂---烷基烯酮二聚体(Alkyl Ketene dimer)。
但当时由于乳液稳定性差,阳离子淀粉和助留剂等化学品尚未发明,胶料留着率低,因而未能广泛应用。
到1972年之后才有所改善,之后质量不断提高。
固体AKD的熔点约50℃,不溶于水,制胶时需加入分散剂和乳化剂(如阳离子淀粉)。
AKD适用于在pH值为8.2的条件下使用。
一般在上网前加入。
,主要用于造纸中性施胶AKD的施胶作用在纸页干燥以后尚未完成,卷取后存放24小时仅完成80%,若干天后施胶反应还在继续进行。
AKD(烷基烯酮二聚体)是一种在中碱性条件下的反应型施胶剂,是松香系列施胶剂的更新换代产品,其反应机理是:AKD乳液粒子借助阳离子淀粉、聚丙烯酰胺等单元或双元助留系统定着在纤维表面,在干燥和贮存期间AKD分子和纤维素分子上的羟基发生酯化反应完成施胶过程。
它适用于书写纸、双胶纸、静电复印纸、铜版纸、育果袋纸、照相原纸、新闻纸、包装纸等纸种的生产。
与酸性施胶相比,AKD中碱性施胶能明显提高纸张强度和韧性,改善印刷性能,克服松香胶夏季施胶苦难的缺点,还可以节约长纤维原料、降低浆耗、减少设备腐蚀。
我公司的AKD乳液采用最新的纳米微乳技术生产,外观色泽、胶粒直径、储存稳定性等方面,在国内均处于领先地位,是新一代中/碱性施胶的理想产品。
一、AKD乳液主要指标:外观:乳白色或略带黄色的乳液固含量:15±0.5%离子型:阳离子型P H 值:3—4粒径:小于0.3μm粘度:≤30mPa.S(25℃)分散性:冷水中易分散稳定性:3个月(5-30℃)二、使用方法:1、一般将AKD乳液稀释成3~4%浓度(也可用原液),用计量泵连续加入调浆箱、高位箱或浆管道中。
AKD施胶综述
O
‖
‖
H2O R—
‖
O
— —
OH O
和 C-18 的混合物,C-16 是主要使用的脂肪酸,施胶 效率从碳链长度为 C-8 逐渐提高,到 C-20 趋于稳定。 据报道,有很少一部分 AKD 低聚物 ( 一般少于 10%) 存在于 AKD 胶料中,这些低聚物会降低 AKD 的施 胶效果。 烯基取代的 AKDs 乳液(液相溶于液相 ) 同样可 以商业应用,并且研究还发现烯基取代 AKDs 施胶在 高速情况下的运行性好于悬浮液 ( 固相溶于液相 ) 施胶, 但是烯基取代的 AKDs 的施胶效果还是比 AKD 稍差。 2 乳化作用 使用高压搅拌器在高温下将 AKD 分散。最常使 用的稳定剂是阳离子淀粉与木素磺酸盐或萘磺酸的混 合物。淀粉首选没有老化趋势的蜡质玉米淀粉。工业 上使用的大部分分散体 ( 乳状液和悬浮液均为分散体 ) 是两性的,这对留着至关重要。 避免分散体系中存在表面活性物质至关重要,因 为表面活性物质有可能会妨碍施胶。常常把分散体轻 微阳离子化,使它们对负电性纤维具有亲和性。为了 防止 AKD 水解,理论上需要把 pH 值保持在 3 左右。 近年来有人研究了 AKD 分散体的稳定性。发现 AKD 低聚物的存在提高了分散体的稳定性,脂肪酸 酐 (AKD 分散体中的合成反应副产物 ) 降低了分散体 的热稳定性。研究了生产用水中各种胶状物质的存在 对分散体稳定性的影响。AKD 分散体基本上具有和 静电稳定胶体相同的性质。
.
注 1#为对照纸样,在90℃干燥10 min,然后在110℃固化10 min。施胶纸 样湿压榨后夹在2张未施胶纸样间,随后在90℃干燥10 min(2#纸样),然 后在110℃固化10 min。3#纸样的实验方法同2#,但是在纸样各夹了一 层薄聚四氟乙烯网,网能阻止AKD迁移,但是允许气相AKD传递。实 验中用0.1%CPAM(阳离子取代度20%,摩尔分数)作为助留剂。1#~3# AKD用量约为1.5 mg/g。
聚乙烯醇改性AKD用于纸张施胶
聚乙烯醇改性AKD用于纸张施胶
王键;王燕
【期刊名称】《造纸化学品》
【年(卷),期】2009(021)002
【摘要】针对烷基烯酮二聚体(AKD)使用过程中容易水解等不利因素,该研究用聚乙烯醇(PVA)对AKD进行改性.使AKD能够在较高温度下使用而不水解,而且纸张施胶滞后减少,应用在表面施胶完成纸张的施胶功能,取消了浆内施胶,实现了一体化施胶.
【总页数】3页(P10-12)
【作者】王键;王燕
【作者单位】广东茂名学院,广东茂名,525000;广东茂名学院,广东茂名,525000【正文语种】中文
【中图分类】TS727.5
【相关文献】
1.疏水改性填料用于纸张施胶 [J], 杨德清;杨肖杰;刘温霞
2.AKD改性滑石粉用于纸张施胶 [J], 杨德清;刘温霞
3.改性AKD施胶剂在胶版纸表面施胶中的应用 [J], 刘永顺;王保;庄耀礼;王辉;顾秀梅
4.低粘度聚乙烯醇(0388PVA)用于纸张涂布与表面施胶的试验 [J], 侯光英
5.改性AKD用于胶版印刷纸表面施胶 [J], 刘永顺;王保;王辉;顾秀梅
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
LIU Yong-s hun, WANG Ba o, WANG Hui, GU Xiu-me i
( Huatai Group Co., Ltd., Guangrao, 257335 China)
Abstr act: Modified AKD sizing agent in the surface sizing is introduced. Production result is that the application of modified
AKD sizing agent in the surface sizing not only can reduce the dosage of AKD, increase paper sizing degree, but also reduce the
defference of two sides of paper. It can keep paper making system clean and increase the utilization ratio of equipment.
造纸化学品
改性 AKD 用于胶版印刷纸表面施胶
● 刘永顺, 王 保, 王 辉, 顾秀梅
( 山东华泰集团有限公司, 山东广饶 257335)
摘要:介绍改性 AKD 中性施胶剂在表面施胶中的使用效果。生产表明, 在表面胶中应用改性 AKD 中性施胶剂, 不仅
能够降低浆中 AKD 用量, 提高成纸施胶度, 而且能够减小施胶两面差, 改善抄纸系统清洁度, 提高设备利用率。
参考文献:
[1]袁辉 剑 , 费 贵 强 , 李 小 瑞.AKD 改 性 聚 氨 酯预聚体共混物的制备及其中性施胶 性能的研究[J].造纸化学品, 2006(2):5- 8.
Application of Modified AKD Sizing Agent in Offset Paper Sur face Sizing
46
2007 年 9 月 第 26 卷 第 5 期
4 效益分析
4.1 AKD 施 胶 增 效 : 改 性 AKD 每千克价格 3.80 元, 用量 降 低 5kg·t- 1 纸 , 吨 纸 降 低 成 本 为 3.80×5= 19.00 元。 4.2 成形网效益: 每床网子价格 1 万元, 每年节约网子费用 10 000 ×( 12/ 1- 12/ 1.5) = 40 000 元。 4.3 减 少 断 纸 、清 洗 、停 车 时 间 等带来无形经济效益。
P aper and P aper Making Vol.26 No.5 S ep 2007
45
造纸化学品
以上检测指标数据均由公 司质检中心按照相应国标进行 检测提供, 根据具体试验检测结 果, 车间技术科确定采用工艺方 案三进行生产, 同时派出专人对 方案三进行了长时间的跟踪验 证工作。
验证结果见表 2。
电话: 0732- 8523295 传真: 0732- 8561602 E-mail:hunanpaper@163.com
开户银行: 湘潭市工商银行建设路分理处
户名: 湖南省造纸研究所有限公司
网址: http://flzz.chinajournal.net.cn 账号: 1904031209024900223
纸料总质量的 0.02%; 阳离子淀
指标检测及结果见表 1。
表1
AKD 用量 / (kg·t- 1)
浆内 试验前 15
浆内 + 表面胶 浆内 + 表面胶 浆内 + 表面胶 表面胶 方案一 10+5 方案二 5+10 方案三 5+5 方案四 10
定量 /( g·m- 2)
60.2
60.3
60.5
60.4
30% , 漂白苇浆质量分数 70% 。
车 速 250m·min- 1, 抄 宽 1 880
2.2 辅料应用
mm, 上网 pH = 7.5~8.0, 烘缸 最
滑石粉( 山东栖霞产) , 用量
高温度 88℃。
为纸料总质量的 30% ; 助留助滤 剂 CPAM( 汽巴公司产) , 用量为
3 试验过程情况
关键词: 改性 AKD; 胶版印刷纸; 表面施胶
中图分类号: TS727+.5
文献标识码: A
文章编号: 1001- 6309( 2007) 05- 0045- 02
烷基烯酮二聚体 ( AKD) 中 / 碱性施胶剂近年来在国内已被 广泛应用, 但由于 AKD 乳液难 制 备 及 易 水 解 、在 纤 维 上 难 以 留 着、施胶后熟化时间长等原因, 影响了它们的 应 用 效 果[1]。 如 何 应 用 AKD 才 能 达 到 施 胶 效 果 , 降低生产成本, 是人们长期以来 不断追求探索的目标。
用计量泵加入, 根据施胶情况合
8% , 用量为纸料总质量的 5% 。
理调整施胶剂用量。
2.3 打浆工艺
2 胶版印刷纸生产工艺
混合浆浓度 ( 质量分数) 3.3%~3.5% , 打浆度 45~50°SR 。
2.1 纤维配比
2.4 抄纸工艺
商品漂白针叶浆质量分数
定 量 60g·m- 2 胶 版 印 刷 纸 ,
Key wor ds: modified AKD; offset paper; surface gum
收稿日期( 修改稿) : 2007- 04- 17
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
欢迎订阅 2008 年《湖南造纸》
《湖南造纸》是一本创办了 30 多年的专业性季刊, 面向全国自办发行, 国内统一刊号 CN 43- 1232/ TS, 国际刊号 ISSN 1672- 3066,是湖南省造纸学会会刊, 也是中国核心期刊( 遴选) 数据库的入编刊物。《湖南造纸》杂志始终坚持以宣传行业科学技 术为核心; 以推广实用技术与经验为要素; 以促进行业发展为目的的办刊宗旨, 宣传行业的政策法规和科技进步, 推进行业的科 技成果转化; 坚持理论与实际相结合, 努力推广行业内先进、成熟的管理经验、生产经验, 使之成为行业的一面旗子, 影响和带动 行业的健康和快速发展。同时《湖南造纸》杂志注意在选材上紧跟形势, 把握时代脉搏, 掌握行业动态, 报道行业热点问题、焦点 问题, 为企业决策提供科学依据, 为科技工作者服务, 为他们提供交流信息、学习经验的平台。该刊辟有工艺与技术、造纸化学品 与应用、环境保护、分析与检验、设备与自控、企业管理、国外技术等核心栏目。另外还设有新产品、新工艺、新技术 ; 行业动态; 市 场动态等简讯栏目, 这些栏目以快讯的形式主要报道行业内的最新技术成果, 行业发展动向, 市场变化等情况。
表2
生产过程控制 试验前 实验后
断纸次数
4次/ 班 2次/ 班
清洗周期
2次/ 月 1次/ 月
成形网使用周期 1 床 / 月 1 床 / 1.5 月
通过本次试验可以看出, 中 性施胶剂 AKD 在其他生产条件 不变的情况下, 合理调整原料的
添加位置后, 取得了比较理想的 使用效果。具体表现在: 3.1 在 AKD 用 量 不 变 的 情 况 下, 通过调整施胶剂的位置, 可以 降 低 表 面 吸 收 量5.6~8.9 g·m- 2, 施胶两面差减小 3.3 g·m- 2; 在吨 纸 降 低 5kgAKD 的 情 况 下 仍 能 取得理想的施胶效果。 3.2 由于烂浆减少, 断纸每班减 少 2 次, 卫生清理周期由原来每 月 2 次减少为每月 1 次; 从而大 大提高了车间生产效率。 3.3 由于糊网程度降低, 成形网 周期延长 15 天, 从而提 高 了 原 材物料利用率, 达到降低生产成 本的目的。
1.81
1.77
裂断长 / km
4.45
4.48
4.46
4.59
4.49
灰分 / %
14.5
14.8
15.8
14.9
15.0
作 者 简 介 : 刘 永 顺 先 生 ( 1976- ) , 山 东 华 泰 纸 业 股 份 有 限 公 司 技 术 员 , 主 要 从 事 文 化 纸 制 浆 造 纸 工 艺 技 术 研 究 工 作 ; 联 系 电 话 : 6888721- 8857 电子邮箱: htlyslhx2002@126.com。
《湖南造纸》全年共出版 4 期(季刊), 大 16 开版, 自办发行, 每季度末出版。每份全年订费 30 元( 含邮寄费) ,订阅者通过邮局 电汇或银行信汇均可订阅。汇款时请注明收件人姓名、详细地址、邮编、联系电话, 以确保刊物的正确投递。
欢迎订阅 欢迎赐稿 欢迎刊登各类广告
订阅地址: 湖南省湘潭市建设中路 7 号《湖南造纸》编辑部 邮编: 411104
本 文 主 要 研 究 了 改 性 AKD 与改性淀粉共用在胶版印刷纸 表 面 施 胶 生 产 中 的 应 用 效 果 。通 过在车间试验对比发现, 在表面 施胶液中添加部分 AKD 中性施 胶 剂 可 以 降 低 浆 中 AKD 用 量 , 提高成纸施胶度, 减小施胶两面 差, 改善抄纸系统清洁度, 提高 设备利用率, 从而达到提高生产 效率, 降低生产成本的目的。
1 试验
1.1 原料特性 改性 AKD 外观为白色乳浊
液 , 固 含 量 ( 12.5±0.5) % , 黏 度 ( 20℃ ) ≤15mPa·s, pH2.0 ~4.0, 保质期常温 3 个月。
1.2 使用方法
粉 CS( 杭 州 纸 友 产 ) , 用 量 为 纸
在表面施胶机处连续在线
料总质量的 1.5% ; 表 面 胶 浓 度
60.6
白度 / %
89.5
89.6
89.8
89.9
89.8
平滑度 / s
45
45
46
45
44正 Βιβλιοθήκη 4.531.228.9
34.6