湿部化学品

填料
常见的用于纸机湿部的填料有碳酸钙，高岭土和滑石粉等。 应用最普遍的是碳酸钙。
1. 碳酸钙又可分成重质碳酸钙和轻质碳酸钙。 • 重质碳酸钙往往粒径大小不均，比表面积相对较小，容易保留，成 本较低，但对设备的磨损较严重； • 轻质碳酸钙粒径小而均匀，比表面积较大，遮盖率较高且对设备的 磨损小，但保留较难，且成本相对较高。 2. 碳酸钙作为填料加入纸机湿端时，系统的pH必须是中性或碱性 ，否则会产生大量气泡影响正常生产。 3. 一般文化用纸的灰分含量约在15%—22%，个别厂可达到25% 甚至更高。在高速纸机上灰分的保留率大约在30%左右；低速纸 机可在50%左右，或更高。
温度对ASA施胶剂水解速率的影响
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pH对ASA施胶剂水解速率的影响
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各种施胶剂施胶效果与添加量的比较
800 700
AKD
600 Sizing (HST seconds) 500 400 300 200 100 0 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25
一般情况下AKD、ASA、松香胶用量与施胶效果请见下图：
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中性/碱性施胶和酸性施胶的对比
1. 2. 3. 4. 5. 6. 非常低的施胶剂用量（<1公斤/吨浆） 高填料的碱性纸难施胶 加入量对施胶效果颇为敏感 加入量对纸面的打滑很敏感 对保留或反应不需依赖硫酸铝 内添阳离子淀粉被用来保留施胶剂
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使用浆内施胶时建议的流浆箱pH范围
• • 皂化松香胶 分散松香胶 (阴离子型) (阳离子型) 纤维反应型施胶 4.0 - 4.8
4.0 - 5.5 4.5 - 7.0 6.5 - 8.5
•
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• 碱性染料
能在水中直接离解生成阳离子或与酸成盐后生成阳离子的一类染料，它与纤维 素 纤维的亲合力不大，需要用媒染剂上打底色后再染色。而对木素具有很大的亲 合 力，故通常被用在未漂浆的染色。碱性染料在酸性介质中呈阳离子性，故应在 纸 浆呈弱酸性时，或pH在4.5—6.5 时加入。
Delivering value through people chemistry • 酸性染料
• 过程性化学药品
助留剂、助滤剂、消泡剂、杀菌剂、防腐剂、树脂控制剂、清洗 剂等药品均归类于过程性化学药品，其目的是以提高和改善生产 过程的效率，防止生产波动和减少干扰。
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纸机湿部化学的定义
纸机湿部化学：
是指在抄纸过程中，浓浆回路 及稀浆回路中有关水、纤维 及其它添加剂相互之间的反 应与作用的规律，以及影响 纸机的运行状况和纸及纸板 质量的一门科学。
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内添变性淀粉
湿部添加剂所指的淀粉一般是指阳离子淀粉或两性淀粉
• 当加入阳离子淀粉的目的是为了增加纤维之间的强度时， 应将淀粉加在浓浆中。 • 若加入淀粉的目的是帮助提高纤维保留的话，则应将淀粉 加在稀浆中。 • 淀粉的加入量一般不超过1%, 加入时的淀粉浓度也应控制 在1%左右。 • 过量的淀粉加入不仅不能帮助生产，反而会造成白水回收 的困难(高的生物耗氧量和细菌含量)。 • 阳离子淀粉的取代度一般在0.018—0.036之间
ASA
纤维反应型施胶剂
松香类施胶剂
1.5
1.75
2
施剂用量 (kg/Ton)
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增强剂—湿强剂
增强剂可分为湿强剂和干强剂两大类： 湿强剂：
• 湿强剂是指在加入某种增强剂以后的成品纸，在完全湿润 的条件下，该纸张仍具有它原来强度的10%-15% • 湿强剂并不能改变在干燥以前的湿纸页的强度。 • 湿强剂又可分为用久性和非永久性两类。非用久性的湿强 剂常用于面巾纸系列，而永久性湿强剂则应用于包装纸系 列等产品。 • 非永久性湿强剂具有可逆转的性能，而永久性湿强剂则具 有自我相互连接和热硬化的功能。
二、过程性化学药品的简介 Process Chemicals
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保留助剂
保留助剂可分为三大类：
• 单组分保留助剂， 一般可使用硫酸铝或阳离子型的聚合物作为保留剂，其加 入量应视浆料品种和系统的电荷情况而定。 • 双组分保留助剂， 可由两种带不同电荷密度和分子量的阳离子聚合物组成； 也可由低分子量高电荷密度的阳离子作为凝聚剂(电荷中和 剂)，再用高分子量低电荷密度的阴离子聚合物作为絮凝剂 来完成保留和脱水的功能。如何选择阳离子或阴离子的聚 合物应视系统的pH以及其他相关的条件所决定。
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增白剂和染料
• 加入增白剂和紫/蓝色染料的目的是为了提高/改善成品纸的白 度和色度以及调节色相。 • 有部分AKD施胶剂会影响增白剂的增白效果，尤其是在加入 过量AKD时，（在AKD用量低于1公斤/吨浆时，一般不会有明 显的影响）。而PVA可以帮助增白剂发挥其增白效果。 • 系统的pH会影响染料的染色效果。 • 增白剂和染料的准确计量和良好的分散是非常重要的。 • 纤维和灰分的保留也敏感地影响增白剂和染料的功能的发挥， 不良的保留往往拌随着文化用纸白度的两面差。
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湿部淀粉的作用
•对纸张特性的影响
–纤维的内在结合力 –耐破度
•在纸机湿部的表现
–脱水能力 –保留率
–内添施胶
–挺度 –伸长率 –撕裂度 –孔隙度/纸张的封闭性 –拉毛强度 (湿拉毛，IGT)
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保留助剂
• 三元的微粒子方案，
它由硫酸铝或低分子量的阳离子聚合物作为凝聚剂，再用高分子 量的阴离子或阳离子型的聚合物作絮凝剂，最后加入微粒子（阴 离子型的硅胶或膨润土）。它的最大优点是可以在获得高的灰分 保留的同时提高机速（改善脱水），并且对纸的匀度没有
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一、功能性化学药品简介 Functional Chemicals
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浆内施胶剂—中性施胶剂
施胶剂可简单的分为碱性/中性和酸性施胶两大类：
Dry Strength
Wet Strength
Starch
Deposit Control
Antifoam
Sizing
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Retention Aids
MB
CoCa3
在整个锁链中，助留助滤剂应用起着相当关键的作用。 良好的保留使得 施胶剂添加量 施胶效果 合理的施胶剂（尤其是松香胶）的用量 系统泡沫 消泡剂用量 少的泡沫和洁净的系统 沉积物发生机会 沉积物控制剂用量 良好的保留和少的系统沉积物 细菌繁殖的机会 杀菌剂用量 良好的系统微生物控制 发生断纸和破孔机会 损纸量 损纸量减少 系统的电导率稳定 助留助滤效果
“明显的负面影响”。 切记！纸厂应根据其自身的需要来决定选用何种保留助 剂，最高级或最先进的技术未必是最适合您的。而只有 最适合您的才是最好的。
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纤维保留、脱水及成型之间的关系
保留
最佳
成型 脱水
最差
最小
保留助剂的用量
最大
纸机湿部系统常用的化学药品
• • • • • • • • • • 施胶剂 增强剂 淀粉 填料 染料/增白剂 助留助滤剂 消泡剂 微生物控制剂/杀菌剂/防腐剂 沉积物控制剂 系统清洗剂
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纸机湿部化学药品之间的相互关系
纸机湿部各种化学药品之间的相互关系就象一条锁链，互相影响和制约
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微生物控制剂/杀菌剂/防腐剂
在系统中加入杀菌剂的目的是用来控制和抑制细菌的繁殖速 度并减少浆料产生腐败的现象
• • • • 微生物在学术上可分为细菌和真菌两大类 细菌又可简单的分为需氧细菌和厌氧细菌 细菌一般在中性或碱性的条件下生长 需氧细菌它只能在有氧气存在的情况下才能生存，当然它同时需 要养分、水分、温度等 • 而厌氧细菌则不需要氧气，如硫化氢(臭鸡蛋味) • 真菌可分为霉菌和酵母菌 • 真菌喜欢在酸性的条件下生长
而染料通常是指紫/蓝色染料/或棕色颜料。
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染料的分类和应用
• 直接染料
不需要染媒剂而能直接上染的一类染料被称为直接染料，它与纤维素纤维具有 较 强的亲合力，易出现不均匀染色，故应对纸浆进行充分打浆。直接染料最适宜 对 不施胶或轻度施胶的纸浆进行染色。注意，直接染料在遇酸后会使染料水溶性 下 降，并发生凝结成为沉淀，故应在碱性或中性状态下加入而被纸浆所吸附，取 得 较好的染色效果。
碱/中性施胶——AKD 或ASA：
• 一般认为AKD施胶剂的用量应控制在0.7-1公斤/吨浆，最佳的pH 条件在7以上；总碱度应控制在150ppm或以上。加入过量的 AKD会在后加工时产生打滑现象，且对施胶度的提高帮助不大。 • 而ASA施胶剂的用量应控制在0.6-0.9公斤/吨浆。系统的pH范围 在5.5-7.5为宜。加入过量的ASA施胶剂容易产生纸机沉积物（温 度和pH会加速ASA的水解速度，并有可能造成生产障碍） • AKD和ASA都适合在中性或碱性的条件下使用，故可在纸机湿部 使用碳酸钙作填料。 • AKD的熟化较ASA慢，但不容易产生纸机沉积物。
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增强剂—干强剂
干强剂：
• 干强剂的加入可使成品纸及纸板的部分物理性指标得到提高 ，如改善纸及纸板的挺度，撕裂度，耐破度、环压强度等。 • 干强剂的增强原理：
– 增加纤维与纤维结合区域之间的结合点的数量 相对于机械方法，加入干强剂不会降低单根纤维的 强度 – 改良纸页的成型并使得纤维与纤维之间的结合与分布更 加均匀 – 改善纤维的交织，提高了纤维的保留和纸页的脱水 在压榨部改善纤维与纤维之间的接触
纸及纸板生产过程中常用化学药品的简介
——纸机湿部化学的平衡及应用
亚马逊化工有限公司技术总监，周振平
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造纸化学药品的分类
• 功能性化学药品
施胶剂、干强剂、湿强剂、填料、染料、增白剂、柔软剂等均属 于功能性化学药品，其目的是用来改善和提高最终产品的使用性 能和品质。
纸机湿部化学包括：
– – – – – – – – – – – – – 酸碱度 温度 导电度 胶体和纤维/细小纤维的电荷 助留剂、助滤剂以及电荷中和剂 微生物控制剂/杀菌剂/防腐剂 沉积物控制剂 消泡剂 施胶剂 淀粉 填料 染料/增白剂 湿强剂及干强剂
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浆内施胶剂—松香胶
酸性施胶---皂化松香胶和分散松香施胶
• 皂化松香胶目前已基本被淘汰。 • 分散松香胶又可分为阴离子型和阳离子型两大类： • 阴离子分散松香胶则需要使用较大量的硫酸铝来帮助松香胶的留着 ，并维持其pH在4.0--5.5之间。松香胶用量约在2--4公斤/吨浆。 • 阳离子分散松香胶对硫酸铝的需求不大，其pH可控制在4.5--6.8之 间，松香胶的用量约在1--3公斤/吨浆，硫酸铝与阳离子分散松香胶 的比例一般为1：2。或控制系统的总酸度在70ppm左右。 • 松香胶在纸机上的熟化较AKD快得多，故较适合机内涂布的纸机使 用，但在纸机湿部不可加入太多的碳酸钙(一般不超过3%)作为填料 。