浅谈造纸化学品AKD中性施胶剂
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。
中性施胶剂AKD在造纸工业中的应用
不 同种 类 的纸 浆 , 由 于纤 维 的化 学 组 成 、 比表 面积、 Z e t a电位 不 同 , 对 AKD施 胶 的影 响也 不 同 :
一
在细 小纤 维上 的高 得 多 , 因此 AKD 中性 施胶 体 系
2 0 1 5年
・
第 1 期
《 黑
龙
江
造
纸》
论 文与综 述 ・
中 性施 胶 剂 AKD在 造 纸 工业 中 的应 用
隋 艳 霞
( 黑龙江省造纸工业研究所 , 黑龙江 牡丹江 1 5 7 0 1 3 )
[ 摘 要 ] 简述 了 AKD施 胶 剂 的合 成 、 施胶 机理 与特 点 及影 响 因素 。作 为 一种 有 效 的合 成 中性施
包 括 十六烷 基 、 十 四烷 基 和 十 二 烷 基 组 成 的 烯 酮 二
化过 程 中 , 一般 都 加 入 阳 离子 淀 粉 为 乳 化稳 定 剂 ,
使乳 液粒 子带 有一定 的 阳离子 性 , 但 为 使 AKD 中 性施 胶有 较高 的 留着 率 , 通常仍 需选 用 阳离子 型助
其加 入 点靠近 纸机 冲浆 泵 、 压 力 筛 处 。在 AKD乳
AKD是烷 基烯 酮二 聚体 的 简称 , 是 美 国 He r — c u i e s 公 司上世 纪五 十年代 发 明继 而逐 步 推广 的 与 植 物纤 维能起 化 学反应 的中性施 胶剂 , 由于烷基 的 碳 原子 数不 同 , 形 成 了一 系 列 的 中性 施 胶 剂 , 其 中
中加 助 留剂 的 目的 不仅 要 提 高 细 小 纤 维 和填 料 的
AKD技术资料
A K D技术资料标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-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。
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造纸施胶剂制备的探讨
2019年11月准确性,有着十分重要的影响,通常使用传统的填充柱和开管毛细管柱,目前大多应用毛细管柱,但也有一些特殊应用尤其是永久性气体及低分子量烃类仍需使用填充柱。
利用气相色谱法分析合成气组分时,一般使用PorapakQ 或PorapakN 填充柱作为预分离柱;分子筛分离氧、氮、甲烷、一氧化碳等组分;镀镍填充柱用于分离含硫化氢等腐蚀性组分气体;惰性、脱活、防吸附的UltiMetal 填充柱用于分离低含量组分气体,但价格较昂贵。
3.2合理选配色谱柱填料不同成分的填料也会影响最终的分离效果。
在气相色谱分析技术中分子筛填充柱是重要的工具,根据分子筛粒径大小不同,氧、氮、甲烷、一氧化碳等组分的出峰时间和分离度会有所区别。
分子筛一般包括5A 和13X 等类型,5A 分子筛分子筛对氧、氮分离效果较好,但峰高低。
13X 分子筛对氧、但分离效果差,但峰高较高,峰形较好,出峰速度较快。
水、二氧化碳、硫化氢、碳二以上烃类对分子筛损伤较大,使用时注意防护。
Po⁃rapakQ 碳二烃类出峰位置较好,但不能将乙烷、乙炔分开,Po⁃rapakN 能将乙烷、乙炔分开,耐水性较好,因此多用于水煤气的预分离柱。
色谱柱尺寸的选择也不容忽视,例如8英尺的分子筛对氧气和氮气的分离效果较6英尺的柱子占很大优势。
10英尺HayesepQ 作为采用镍转化炉分析乙烯、丙烯中微量一氧化碳、二氧化碳的预分离柱相比6英尺的柱子大幅度延长镍转化炉的使用寿命。
在实际使用的过程中应该结合样品实际情况及经济效益进行选择性配置色谱柱,从而保证分析检测结果的准确性。
3.3控制工作条件良好的测试环境能够在一定程度上提高各组分的分离效果从而提高分析结果的准确度,比如水煤气、合成气等简单组分分析一般采用恒温。
不仅能够满足各组分的分离条件,同时也能够保证氧气出峰的稳定性。
然而复杂的烃类组分分析多采用程序升温已达到各组分峰能够完全分离的效果。
载气流速也至关重要,要选择合适的EPC 以确保载气流速的稳定性,填充柱一般设置30mL/min 。
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。
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。
AKD中性施胶原理与优质PPT课件
熟化过慢问题
与干燥温度分布图有关 与纸张的水分含量有关 改进方法:
提高湿部脱水率 降低压榨前水分含量 改善干燥温度曲线 采用低湿度干燥法(<7%) 热态卷取
施胶消失和施胶逆转问题
施胶消失— 当纸页在卷轴上放置时所有的施胶效果全部丧失的现象。 施胶逆转— 施胶后的纸页经过一段时间后,施胶度先熟化至峰值然
阴离子垃圾含量与系统电量
阴离子垃圾物具有比表面积大,负电荷量高的特点 随pH的升高,阴离子垃圾物含量变大 施胶剂被阴离子垃圾物吸附而不被纤维吸附 这些阴离子垃圾物如不被留着,则加速AKD水解 高效率清洗纸浆 使用阴离子垃圾捕捉剂 AKD加入之前系统的电量不能为太高的正电荷性 避免过量加入阳离子聚合物
W/O 高速剪切 O/W 快速冷却
大 量 水
高 速 剪 切
成品储存
O/W乳液
75~90oC, 阳离子稳定剂,少量的表面活性剂 加入AKD块片,融化 将混合物强行通过均质器,然后冷却 还可以加入少量的促进剂和少量的杀菌剂
增效剂
AKD的乳化与乳液指标
粒径: 0.5~2 m, 平均1 m 固含量: 6~13% (几年前); 15±0.5%,20-25% (目前) pH 值: 3-5,粘 度:≤15 mPa.s (25摄氏度) 保质期: 3个月(室温密闭,避免冰冻曝晒) 固含量中的20~40%为阳离子淀粉或其它更强阳离子性的聚合物稳定剂 “第三代”高固含量AKD(极少水解和迁移)产品中保护剂的含量高达AKD本
AKD施胶机理
AKD必须先铺展到纤维表面才能发生酯化反应,但是水解反应却不 需要
随着温度升高, 水解速率上升快于酯化速率的上升, 因此升高温度不 利于施胶
AKD造纸施胶剂制备探讨-造纸工业论文-轻手工业论文
AKD造纸施胶剂制备探讨-造纸工业论文-轻手工业论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:与其施胶剂相比,AKD施胶剂具有成本低、寿命长等特点,基于这些材料优势,AKD施胶剂成为现阶段使用频率最高的造纸原料。
为进一步发挥AKD施胶剂的材料优势,增强其材料稳定性,管控运输成本,避免水解情况的发生,文章以AKD施胶剂制备作为研究对象,从多个层面出发,系统探讨制备方法,细化制备流程,构建起科学高效的AKD施胶剂制备体系。
关键词:造纸;AKD施胶剂;生产条件;制备方法1AKD施胶剂概述对AKD施胶剂的全面梳理,有助于引导工作人员从AKD施胶剂构成、材质稳定性等层面出发,形成完备的认知,对于后续AKD施胶剂制备方法的调整、优化提供了方向性引导,实现AKD施胶剂制备方案的升级,切实满足现阶段造纸环节,对于AKD施胶剂的使用需求。
AKD施胶剂被广泛应用于包装纸、再生纸之中,随着我国经济体量的增加,购物需求的不断上涨,对于包装纸的消耗量逐年提升,以较为常见的瓦楞纸为例,其在制作的过程中,需要使用大量的AKD 施胶剂,以提升瓦楞纸的结构强度以及使用寿命[1]。
技术的快速发展,促进了AKD施胶剂生产加工技术的成熟,在很大程度上,满足了造纸需求。
但是从实际情况来看,在多种因素的支持下,AKD施胶剂仍旧存在稳定性较差、运输困难等问题,这是由于AKD作为一种低分子聚合物,在不同的工艺处理下,其多以固体形式存在,呈现出白色,但是在自身分子结构的影响,AKD熔点较低,只有40~60℃,与水的兼容性较差,在经过必要的乳化处理,形成AKD施胶剂,作为浆内施胶剂,被广泛地应用于造纸活动中。
目前在造纸环节,普遍将AKD 施胶剂进行乳化处理,将其颗粒直径口控制在0.5~2μm,考虑到AKD 熔点较低,因此AKD施胶剂在存储过程中,对于环境温度要求较高。
无形之中,影响了AKD施胶剂作用的有效发挥,增加了实际的使用成本。
烷基烯酮二聚体
关于AKD1、烷基烯酮二聚体(AKD)AKD中性施胶完全不同于传统的酸性施胶,它是一种反应型施胶剂,能以纤维素的羟基反应形成共价键。
AKD在水中会发生水解反应,生成没有施胶作用的产物,并且这种水解随着温度升高而加快。
因此为了降低水解速度,减少AKD 胶料损失,要注意控制浆料的温度不能过高,一般在23℃以下为好,最高不能超过32℃。
AKD在水中不能与纤维发生反应,因此,为了减少在抄纸中的AKD 损失,添加点应可能靠近形成部位,使受剪切越小越好。
由于AKD是中性施胶剂,它施胶反应的条件是在中、碱性条件下,因此,加入AKD乳液时,控制浆料系统的PH值非常重要,最佳的PH值控制在7.5—8.5之间。
当PH值小于6时AKD完全失效。
在保证施胶度的前提下AKD用量应越小越好。
AKD有一个最佳用量,超过最佳用量,多余部分不但不能增加施胶度,反而会引起纸面摩擦系数过小,造成纸页打滑,而AKD在白水中积累会引起粘辊、糊网等抄造障碍。
AKD的用量是否最合理,取决于配套的助留系统,这是AKD应用成功与否的关键。
合理的助留系统应维持首程留着率在75—85%,控制的标准应是流浆箱中体系Zeta电位在±5mv之间,根据众多厂家的纸机、纸种以及浆种和添料工艺条件的不同,在AKD用量上也不尽相同,一般用量在0.1—0.25%之间,不应超过绝干浆的0.3﹪。
反应条件就是温AKD发生施胶反应的另一个度。
当温度达不到反应要求时,施胶反应仍不能发生,因此,控制干燥温度及条件是保证施胶效果的另一重要因素,发生施胶反应的起点温度不能低于95℃。
纸厂应根据不同干燥方式,设定合适的温度和时间,使干燥后的产品的水分含量理想,产品反应完全。
AKD施胶的纸样其施胶度有滞后现象,通常需要在下机后存放较长的时间,才能逐步达到施胶效果,因此,纸厂在测定下机后的纸样时,需通过105℃烘干10min后测试,测得的施胶度即为最终施胶度以判定产品是否合格。
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《中国造纸》2/2002/P711.AKD中性施胶AKD即烷基烯酮二聚体,是一种反应型施胶剂。
AKD乳液可以在室温下贮存2个月。
实践表明,贮存温度超过30℃和受冻,AKD的用量是正常用量的2倍以上,若加水稀释必须在48 h内用完,否则AKD会水解,失去施胶作用。
用AKD对23℃的浆料进行施胶,从开始取样到4小时后取样的测定显示,浆料无任何施胶损失,对于50℃的浆料,施胶度损失在2小时后开始,这是由于AKD水解后产生的烯酮没有施胶作用。
水解程度随着PH值和温度的提高而有所增加。
对于因纸机水系统的封闭而引起的纸机系统温度的提高,纤维和填料的留着率必须尽可能地高。
使用全化学木浆抄造的纸,AKD施胶效果最好,掺用芦苇抄造的纸次之,掺用麦草浆抄造的纸施胶效果最差。
从阳电荷需求量也可看出,麦草浆对阳电荷的需求量最大,芦苇浆次之,化学木浆最小。
因为硫酸铝是价格便宜的阴离子捕捉剂(ATC),对于掺用部分草浆的纸张,因草浆中含有较多的阴离子垃圾,如果预先不进行系统电荷平衡,势必加大AKD及CS、CPAM的用量,建议适当少用,以平衡浆料中的阴离子垃圾。
PH值控制在7~8之间,以控制在7.5~8.0之间最优,PH值超过8.5,施胶度反而下降。
在生产中用C PAM和阳离子淀粉作为助留剂,其中,阳离子淀粉是季铵型,要求有较高的阳离子取代度,淀粉糊液具有较高的粘度和良好的稳定性;C PAM 要求有较高的分子质量和较低的电荷密度。
为减轻AKD的水解程度,以免造成水解和破乳,AKD常加在浓浆稀释以后及加填之前,因为填料对AKD几乎是100%吸收,而纤维只能吸收大约10%的AKD,硫酸铝加在配浆池和白水系统中,阳离子淀粉在流送系统浓浆区连续加入,C PAM加在靠近流浆箱较好,以不受任何剪切力。
填料最好使用碳酸钙,因为碳酸钙可以充当缓冲剂,纸机能够很容易的在7.5~8.0的PH值范围内运行。
但随着碳酸钙用量的增大,AKD在纸浆纤维上的有效吸附量越来越少,会造成施胶性能的下降。
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。
浅谈AKD中性施胶
j 由 于酸性施胶存在一些自 身难以克 缺点, K 性施胶荆目 服的 A D中 前在我 ; j国的 使用量日 渐提高, 在使用 过程中 也遇到了 一些问 本文就A D 题, K 乳液稳 j
: 定 性 、 胶 逆 转 、 KD 水解 及 保 留 率 等 几 个 方 面 分 别 加 以阐 述 。 施 A
布 朗运动 阻碍作用越 强 ,减缓 了液滴 问的碰 撞 ,是 体 系 稳 定 ,但 A KD乳 液 ( 固含 量 为
1% 时 )其 9 % 的 体 积 为 水 相 ,而 水 相 主要 0 0 是 阳离 子 淀 粉 和 各 种 助 剂 组 成 的水 溶 液 ,其
牯 度在 内相浓 度不很 大时 ,乳液牯 度 主要取 决 于 外 相 即 水 相 粘 度 , 应 控 制 在 2 m a- 其 5 P s
是热力学 的不稳定体 系 ,如何提 高该体 系 的
稳定 性 . 以从 以 下 方 面 加 以考 虑 : 可 11 .
一
外相性质
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的 国家 , 碱法 抄纸 量 已达 7 % 以上 自 8 0 O年
代 中期 在 我 国开 始 应用 以来 ,中 性 施 胶 正 以 较快 的速 度 发 展 ,各 地 造 纸 行 业 为 提 高 纸 品 质量 参 与 市场 竞 争 ,相 继 由酸 性造 纸 转 向 中 性 造 纸 , 中 应 用 量 较 大 的 A D 也 由 开 始 采 其 K 用 进 口而 转 向 国产 化 ,已 有 取 代 酸 } 胶 剂 生施 的 趋 势 。就 目前 应 用 情 况 来 看 ,应 用 情 况 良 好 , 济 效 益 显 著 本 文 着 重 就 AK 经 D施 胶 应 用 中 的一 些 问 题 作 一 些 简 单 介 绍 。 1 乳 液 稳 定 性 问题 所 谓 乳 液 稳 定 性是 指 反 抗 相 同 粒 子 聚 集 在 一 起 导 致 两 相 分 离 的 能 力 。 目前 国 内乳 液 基 本 上 都 是 AK 油 相 )分 散 与 以 阳 离 子 淀 D( 粉 为 主 的 分 散 介 质 ( 相 )中 而 制 得 的乳 液 , 水
AKD碱性造纸施胶剂
AKD碱性造纸施胶剂AKD中性/碱性造纸施胶剂进行浆内施胶,其施胶效果除与AKD乳液本身的质量性能有关外,还与应用工艺条件及造纸原料种类有关[1~4]。
也就是说如果使用时不根据实际生产情况,有针对性的采取相应的措施,制订合理的施胶工艺和操作使用规程,那么施胶效果可能很差,甚至丧失。
AKD胶因阳离子化而使胶料表面带有正电荷,造纸纤维本身呈负电性,通过静电吸附使AKD胶粒定着到纤维上,经脱水干燥后,AKD分子的反应基团和纤维上的羟基反应生成牢固的共价键,AKD分子的疏水端定向朝外,形成单分子膜,使纸页表现出较好的疏水功能[5~9]。
由于AKD胶的施胶量为0.15%~0.30%,用量很少,加上供浆系统如泵、压力筛等高剪力设备的作用,吸附到纤维上的AKD胶粒部分会从纤维上脱落下来[2~9]。
因此为保证有限的AKD胶粒尽可能留着在纤维上,发挥应有的施胶效能,对AKD的应用工艺条件进行系统的探讨分析来指导生产,具有十分重要的意义。
AKD-LT中性施胶剂的应用研究,采用阳离子淀粉—阴离子聚丙烯酰胺双组分助留系统。
研究探讨和分析了阳离子淀粉、阴离子聚丙烯酰胺,CaCO3填料,pH值和干燥温度等对AKD施胶的影响,并且也对麦草浆配比改变后的施胶效果进行了评价。
1实验材料及方法1.1化学药品中等电荷密度阳离子淀粉,A-PAM(相对分子质量300~500万),填料为沉淀CaCO3,AKD-LT中性施胶剂(AR10)。
1.2纤维原料进口商品漂白针叶木浆,打浆度30°SR;漂白阔叶木浆,打浆度30°SR。
国产漂白麦草浆,打浆度28°SR(除特别说明外,所有纸样纤维材料配比:针∶阔∶草35∶35∶30,CaCO3用量20%)。
1.3抄片西北轻工业学院ZQJ1200mm抄片器,纸张定量80g/m2。
1.4纸的熟化方法纸片经干燥后,放入105℃烘箱,熟化15min,取出冷却至室温后进行施胶度测定。
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。
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,对工艺条件有其特殊性,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:应该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。
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。若加水稀释必须在48小时内用完,否则AKD会
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浅谈造纸化学品AKD中性施胶剂
AKD 是一种反应型施胶剂,对工艺条件有其特殊性,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:应该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。
若加水稀释必须在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,这是因为系统温度高,部分AKD 产生水解,不能起到施胶的效果。
④硫酸铝使用:因为硫酸铝是价格便宜的阴离子捕捉剂(ATC),但要注意pH 值的控制。
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>8时,施胶度的上升速度开始减慢。
可见系统pH 值对施胶果有重要的影响,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,但同时AKD的水解速度也随之加快,施胶效果会因AKD的水解而降低。
⑥Zeta电位:系统内部电荷必须平衡,较经济的ATC就是硫酸铝或聚合氯化铝。
⑦加入地点和添加程序:为了减轻AKD的水解程度,避免造成水解和破乳,AKD 常加在浓浆稀释以后,并加在填料之前。
因为填料对AKD 几乎是100%吸收而纤维只能吸收大约10%AKD;硫酸铝加在配浆池中和白水系统中;阳离子PAM 以加在靠近流浆箱为宜,以不受任何剪切力最佳。
⑧不利于施胶的添加剂:消泡剂、毛毯清洗剂等表面活性剂对AKD 施胶不利。
⑨AKD 的熟化及干燥:熟化是指在一段时期内或加热时纸页AKD 施胶度的发展。
AKD粒子像球一样保留在纸页上,在干燥部AKD将以单分子层状在纤维表面扩散,然后AKD 分子重新定向使纸页抗水,这是一个能量消耗的过程。
出于质量控制目的,干燥部必须提高烘缸温度,可通过给予纸张能量进行人工熟化而加速这一过程,或在常温下放置一段时间完成这一过程。
较高的干燥温度能加快留着下来的AKD 与纤维的速化,提高AKD 施胶效率和熟化速率,因此尽快使烘缸温度达到95℃以上是十分重要的。
⑩下机纸页水分太高。
虽然AKD施胶存在很多的影响因素,但只要在生产过程中注意控制,就可以发挥AKD的性能,使AKD的优势得以充分体现。