造纸化学品合成
造纸原理 化学品 ——【造纸原理】
• 双重施胶：浆内和表面均施胶
（四）施胶剂 sizing agent
• 用于纸内施胶： • 松香胶类：松香胶、强化松香胶、合成胶、分散 松香胶等。 • 合成胶：中性施胶剂AKD、ASA等 • 用于纸面施胶：氧化淀粉、阳离子淀粉、聚乙烯 醇、羟甲基纤维素、动物胶、合成树脂等。
• 书p210
• 总（全程，真实）留着率(overall retention) ：纸页 中固体物质质量与用白水稀释前从调浆箱中流出纸 料中固体物质质量的百分比。 （90～95％）。
• TR=（ms /Q×w ）×WW/WP
• Ms－单位时间内纸卷上卷取的纸页的质量， kg/h • WW－纸页进入压榨部的宽度，m • WP－纸页在网上的宽度，m • WW/WP－该比值考虑弥补纸页从网部进入压榨部 时由于宽度不同而造成的损失 • Q－纸料在流浆箱堰口的流量，m3/h • W－流浆箱内纸料的浓度％
⑤加填：阻碍纤维接触
• 研究湿纸强度的意义
提高纸机车速： 不断头 纸机正常运行的条件，车速高，效率高
提高湿纸强度的措施
①配比长纤维多 ②纸料滤水好--提高干度 ③纸的匀度好，没有薄弱环节 ④提高打浆度，加强网部脱水，提高纸的干度 ⑤使用助留、助滤剂
（三）构成干纸强度的基础及其影响因素
1、基础：纤维之间的摩擦力和结合力（为 主）
内部施胶 ⑤添加亲水物质：增加纤维结合，提高干
强，干强剂、淀粉等
（四）影响纸的湿强度的因素
施胶减少水对纸的润湿程度，某种程度提高纸的湿强 度。 湿强剂：与纤维之间产生共价键（PEI）；或在纤维 表面形成交联网络减少纤维吸水润张和移动（PAE， MF）；或在纤维间产生不溶性的胶粘作用（UF， MF）。 湿强剂的用量和性质是决定湿强度的主要因素。 永久性抗水---损纸的处理困难，人民币纸的处理：蒸 煮 非永久性抗水：在抄纸过程有湿强度，目的是抄纸过 程不断头，成纸无湿强度 生活用纸：一定的湿强度
造纸化学品(制浆)
三、松香胶施胶 （一）松香胶种类及制备方法 COOH 1、松香
P68 松香酸分子式： C19H29COOH
2、松香胶的制备方法 将固体松香变成全部或部分能溶于水的皂化物 或 悬浮乳液。 皂化反应： 2 C19H29COOH + Na2CO3 → 2 C19H29COONa + H2O + CO2↑ C19H29COOH + NaOH → C19H29COONa + H2O
2、烯基琥珀酸酐（ASA）
P83
① ASA加乳化剂用量较多（约为AKD的两倍）； ② ASA一般在弱碱性条件下使用； ③ ASA更易水解，最好现场乳化使用； ④ ASA对抗酸碱的侵蚀不如AKD； ⑤ ASA熟化速度比AKD快； ⑥ 用量：约0.12％。 近年来，国内采用ASA施胶的纸厂、纸机台数和纸品 产量快速增长。
P73 1、沉淀剂 硫酸铝、明矾、三氯化铝等 2、硫酸铝在水中的特性 “配位学说”认为：在pH值4～5时，三价铝离子（Al3+） 与六个水分子形成三价的水合铝离子
OH2
OH2 Al OH2 OH2
3+
Al
OH2 OH2
3、松香胶沉淀物的形成、吸附和定着 “界面动电势学说”认为： 沉淀剂先与松香胶料粒子起作用形成带正电荷的共沉淀物， 再吸附到带负电荷的纤维表面上。
二、液体在纸页的扩散和渗透机理 （一）纸页的组成及结构与液体在纸页上的扩散和渗透的关系 纸张具有吸液性能 原因：纤维的微细管、纸张的多孔性→ 液滴扩散、渗透 所以，未施胶的纸张既不适宜书写，吸湿后强度下降又会影 响纸张的使用。
P66
（二）表面润湿
纸面对液滴的附着力
γSV = γSL + γLVcosθ
制浆造纸化学品概述
制浆造纸化学品概述制浆造纸化学品主要可以分为：制浆用化学品、造纸过程和功能性化学品、涂布加工纸化学品、水处理化学品等。
一、制浆常用的助剂1.蒸煮助剂：蒽醌、绿氧，实际使用中蒽醌用的较多，一般和渗透剂配合使用，渗透剂0.1千克/吨浆，蒽醌0.3千克/吨浆左右。
2.废纸脱墨剂：1）.非离子型：烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇环乙环丙嵌段共聚物2）.阴离子型：烷基苯磺酸钠、烷基醚硫酸钠、脂肪酸皂类目前，废纸脱墨剂以高乳化性的聚氧乙烯壬基苯酚醚、聚氧乙烯烷代酚醚等非离子表面活性剂为主体，并根据纸浆质量要求、油墨类型而配加有其他助剂组成的脱墨剂。
漂白后废纸浆可代替部分阔叶木浆生产中级纸和高级纸。
由烯烃类溶剂、渗透剂和乳化剂等组成新型脱墨剂，还可使橡胶、塑料、树脂等胶粘物易于与纤维分离。
3. 滑石粉：主要用来控制树脂，减少尘埃。
用量一般在4.5~6.8kg/t。
4. 消泡剂：用于碱法纸浆洗涤、漂白和黑液浓缩的消泡剂，要求耐碱、耐高温，大多由烯烃类溶剂和亲油性表面活性剂组成; 消泡剂有水基和油基，无论是油基或水基消泡剂，其有效活性组分大体是相同的。
对制浆部分的泡沫一般选用亚乙基双硬脂酰胺和疏水有机硅，对造纸部分的泡沫一般选用聚乙二醇酯和脂肪衍生物。
5. 防腐剂：现在用的大部分是机防腐剂，大多含有溴基、氰基、巯基、以及苯并咪唑、苯并噻唑等基团。
二、造纸用化学品：抄纸化学品和功能性化学品一）抄纸化学品1. 助留／助滤剂：阳离子淀粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺（PEI）、阴离子淀粉及多元助留体系。
近年来，使用的大多为阳电荷的高分子聚合物，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚酰胺、聚氨酯等。
它们的长分子链可在纤维、细小纤维、填料等空隙间架桥，并与纤维表面阴电荷逐步中和以形成絮凝，从而提高保留率并增大滤水性。
今后，我国造纸用助留／助滤剂主要为改性淀粉和PAM。
2. 消泡剂：有机硅类、聚醚类，脂肪酸盐等3. 絮凝剂——聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺及其改性产品4. 沉积物控制剂——阳离子聚酰胺5. 纤维分散剂——聚氧化乙烯、高分子量阴离子聚丙烯酰胺等6. 防腐剂——均三嗪、异噻唑啉酮类、有机溴化合物二）功能性化学品1.施胶，用以延迟纸和纸板被水或水溶液渗透的化学品。
瓦楞纸生产中化学品的应用
瓦楞纸生产中化学品的应用随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，人们对包装材料的要求也越来越高，不仅要保护商品、方便运输，还要能更大幅度的提高商品附加值，这从强度、适印性、成本等各方面给瓦楞纸生产厂家提出了更高的要求，而未来瓦楞纸箱业必然朝着高强度，低定量和高印刷精美度等方向发展。
在瓦楞纸的实际生产中，要提高其质量主要有两种途径，一是提高原料性能，二是合理使用化学品。
众所周知，瓦楞原纸的生产原料以回收利用的废纸为主，原料性能较差，如果从改善原料结构的角度入手，优化废纸原料或者添加优质浆料，无疑在成本上有较大压力。
而通过合理的使用一些化学品，不仅成本较低，而且能显著的提高产品的性能，满足市场需求。
目前瓦楞纸生产过程中使用的化学品主要有增强剂、施胶剂等几大类。
1、瓦楞纸生产中使用的增强剂瓦楞原纸之所以能满足商品运输和包装的需求，主要得益于其特殊的结构和较好的强度性能，其中环压强度和挺度是瓦楞原纸最主要的强度性能指标。
目前，基于环保和成本的要求，降低瓦楞原纸的定量是瓦楞纸箱发展的趋势，同时，为了保持甚至进一步提高产品的强度，只能通过使用一些成本较低且增强效果显著的增强剂。
虽然增强剂的使用会引起纸页厚度的下降，但它不影响单根纤维的强度，而能增加纤维的结合强度和Z向强度，从而起到提高环压强度和补强的作用。
目前使用的一些增强剂，在其分子中带有羟基、胺基等基团，可以与纤维的羟基形成氢键结合，提高纤维的结合强度，从而可以显著的改善瓦楞原纸的挺度和环压强度。
按合成单体来分，目前使用的增强剂主要有淀粉类化学助剂、聚丙烯酰胺类增强剂、共聚乳液型增强剂等。
1.1淀粉类增强剂纸用变性淀粉的品种主要有阴离子淀粉干强剂、氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、淀粉黄原酸酯、非离子淀粉、阳离子淀粉、两性离子淀粉以及淀粉与乙烯基单体的接枝共聚物，在造纸增强剂中占有很大的比例。
其中用于瓦楞原纸增强的淀粉主要有阴离子淀粉、阳离子淀粉和喷淋淀粉等。
造纸化学品
达到改善细小纤维、填料的保留和提高 纸张强度。 纸张强度。 （２）优点： 优点： 增加干 湿强度 ？增加干、湿强度 ？增加填料保留 减少阴离子垃圾物含量 ？减少阴离 子垃圾物含量 助留助滤剂 助留助滤作用是指通过加入某些化学药品， 助留助滤作用是指通过加入某些化 学药品，将 细小纤维和填料经各种结合方式絮集成较大凝聚物， 细小纤维和填料经 各种结合方式絮集成较大凝聚物， 并将之粘附于纤维表面以使这些物质得以保留， 并将之粘附于纤维表面以使这些物质得以保留，同 时加速网部的脱水速率。 时加速 网部的脱水速率。 无机物：硫酸铝、ＰＡＣ、 无机物：硫酸铝、ＰＡＣ、ＣａＣｌ２ 合成有机 聚合物：聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、 合成有机聚合物：聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、 聚氨基酰胺 阴离子微粒： ｉｌｉｃａｔｅ、 阴离子微粒：Ｓｉｌｉｃａｔｅ、Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ 提高保留率的益处 可减少头箱及白水的浓度 箱及白水的浓 –较少沉积物的问题 –系统清洁－ 可 获得较好的纸机 物的问题 系统清洁好的纸机 较 沉积物的 运行性 运行性 可提高填 料的利用率 –改善分布均匀性，提高纸张印刷性能 改善分布 改善分 –可较高的填料 含量 可 纤维／ 降低纤维／填料的流失 –可省成本 可省成本 –可减少对环境造成的 污染 对环境造成的污染 可 –可以获得较好的添加物保留 可以获得较好的 可以获得 较好的添加物保留 ？ 上胶剂， 淀粉， 湿强剂， 染料 胶剂， 淀粉， 湿强剂， –减低放 流水的负荷 减低放流水的负 改善滤水性能，提高脱水速率。 改善滤水性能，提高脱 水速率。 聚合氯化铝（ＰＡＣ） ） 低分子量，高电荷密度。 低分子量，高电荷密度。强阳电荷阴离子捕 捉剂，中 和阴电荷， 捉剂，中和阴电荷，并将显阴性的纤维与填 料捕捉、絮集。 料捕捉、絮 集。 另外， 因其具有强样电荷的性质， 另外，ＰＡＣ因其具有强样电荷的性质，还可 因其具有强样电荷的性质 除去系统中的阴离子垃圾。 除去系统中的阴离子垃圾。 阳离子聚丙烯酰胺 阳离子聚丙烯酰胺，低电荷密度、 阳离子聚丙烯酰胺，低电荷密度、高 分子量 聚合物，常于高剪切力、 分子量聚合物，常于高剪切力、湍流 状态下通过吸附、 状 态下通过吸附、絮凝并产生过桥联 效应将细小组分留着，达到助留作用， 效应将细 小组分留着，达到助留作用， 絮聚能力较大。可单独作为助留剂， 絮聚能力较大。 可单独作为助留剂， 也可和其他助剂组成多元助留助滤系 统，如与膨润土或硅酸盐 构成微粒助 留系统 。 硅胶（ｓｉｌｉｃａｔｅ） 硅胶（ｓｉｌｉｃａｔｅ） 阴性助留助滤剂，和ＣＰＡＭ共同组成双 阴性助留助滤剂， ＣＰＡＭ共同组成双 元或 三元助留助滤系统， 元或三元助留助滤系统，将剪切后的小絮 聚物重新聚集并与纤 维结合， 聚物重新聚集并与纤维结合，以此提高纤 维和填料的留着， 维和填料的留 着，并防止了小絮聚物于喷 浆上网时阻塞网孔，加速了脱水速率， 浆上网时阻塞网 孔，加速了脱水速率，达 到助滤作用。 到助滤作用。 染 料 染色和调色的目的 １、为了生产颜色纸需进行染色。 为了生产颜色纸需进行染色。 生产白纸需对 纸页进行调色， ２、生产白纸需对纸页进行调色，以使得 每批产品的色调趋于一致。 每批产品的色调趋于一致。 对某些纸种，需要提高白度， ３、对某些纸种，需要提 高白度，因此需 加入增白剂增白。 加入增白剂增白。 颜 色 红色光＋绿色光 蓝色光 红色光 绿色光＋蓝色光 白光 绿色光 蓝色光＝白光 染料有哪些 工业用的染料， 工业用的染料，一般按性质进行分 主要有： 类，主要有： 直 接染料 包括阴、阳离子直接染料） （包括阴、阳离子直接染料） 碱性染料 酸性染 料 颜料染料 碱性染料
造纸用化学品
6
配方 3
组分
用量/g
氢氧化钠溶液（48%）17
消泡剂
60
聚丙烯酰胺（20%） 71
组分
用量/g
氢氧化钠溶液（48%）83
淀粉水溶液（含玉米 淀粉 162g）
1220
亚硫酸钠溶液（10%）10
制备 将 NaOH 溶液与消泡剂混合，冷却到 5℃与聚丙烯酰胺混合，加入淀粉水 溶液，再加 NaOH 溶液，反应达到 45℃时，加入亚硫酸钠溶液反终止。
合成树脂施胶剂
配方 1
组分 邻辛基酚 92%多聚甲醛甲苯 NaOH
用量/g 206 65 2.0
组分 脂松香 富马酸
用量/g 800 48
制备 将辛基酚与多聚甲醛苯混合，在 65℃用 NaOH 处理 10h，同脂松香一起加 热，并加入富马酸在 190-200℃处理 2h，再在 200-205℃处理 4h，即得酸值为 193，软化点为 100℃的合成树脂。
配方 2
组分
用量/g
聚丙烯酰胺
90
聚氯化乙二烯二甲 胺
20
组分 乙二醛
焦磷酸钠
用量/g 30
20
说明 以浓度为 1%的上述混合物处理纸浆悬液，抄成的纸，其干强度和湿强度 分别提高 56.6%和 25.1%。
配方 3
组分
用量/g
组分
聚丙烯酰胺
1.2
水
用量/g 96.8
8
硫酸铝
2.0
制备 将聚丙烯酰胺和硫酸铝溶于水，搅拌均匀即成。
制备 在甲基胺溶液中加入氨水，混匀后于 40～45℃滴加环氧氯丙烷约 90min， 加热至 65℃，维持 2h，再加适量 NaOH 溶液维持 60℃，冷却后用盐酸调 pH 值为 4.5，即得含固量为 50%的树脂。
第六章造纸化学品
2．蒸煮的方法 常用的蒸煮方法主要有碱法和亚硫酸盐法两种。 (1)碱法蒸煮 用碱液来处理植物纤维原料，这时碱液中NaOH、 Na2 S等与木素反应，使呈三维交联网络结构的木 素的化学键发生一定程度的断裂，并在木素中引入 亲水基。木素大分子降解后形成若干碎片甚至低分 子物而溶入碱液中，使原料纤维彼此分离成浆。目 前碱法蒸煮仍是各国制浆的主要方法。 (2)亚硫酸盐法蒸煮 亚硫酸盐和木素的反应是使木素发生水解和磺化， 根据p H值的不同，反应机理也不同。p H>4．5后， 木素发生缩合的趋势减小，所以目前中性和碱性亚 硫酸盐法应用较多。
脱墨剂：用于废纸回收再制浆过程中的脱墨，可 以提高纸浆的白度，消除油墨点等各种杂质，主要 由表面活性剂、螯合剂、漂白剂、洗涤剂、抗再沉 淀剂等组成。 漂白助剂：主要用于纸浆漂白过程，达到提高白 度、防止漂白纸浆返黄等目的，一般品种有氨基磺 酸、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸 (EDTA)、过氧乙酸、防止返黄的羟甲基次磷酸等。 树脂控制剂：用于制浆造纸的整个过程，防止树 脂产生沉积，一般品种有表面活性剂、滑石粉、硫 酸铝、聚合氯化铝以及聚胺等分子量较低、电荷密 度较高的阳离子聚合电解质等。 纸浆防腐剂：以防止制浆造纸过程中出现腐浆等 为目的，一般有异噻唑啉酮类、有机卤素、醛类、 阳离子表面活性剂类等。
(2)蒽醌 蒽醌作为蒸煮剂是由于它能将碳水化合物的还原 性末端基的醛基氧化成羧基，从而避免了剥皮反应 的进行，而蒽醌本身被还原成蒽氢醌。反应中生成 的葸氢醌溶解在碱液中，变成蒽酚酮离子，然后与 木素起亚甲基反应，反应后蒽酚酮离子又被氧化成 蒽醌，可再继续对碳水化合物起氧化作用。这样氧 化-还原循环进行，既保护了碳水化合物，避免了剥 皮反应，提高了制浆收率，又促进了木素的降解和 脱除反应，缩短了蒸煮时间，降低了筛渣率，起到 了Na2 S的作用。 一般用作造纸蒸煮助剂，蒽醌用量在0.0 2%～ 0.0 5%。其优点是无臭，环境污染小，制浆速度快， 能耗低，碱和漂白化学品用量少，纤维收率高。但 用蒽醌作造纸蒸煮助剂得到的纸和纸板不能用于食 品用纸和纸板。
第四章造纸化学品
• 第一节概述 造纸工业已是国民经济的一个重要组 成部分，纸和纸板的消费水平已成为衡 量一个国家现代化水平的重要标志。
1
一、造纸过程中的主要工序
• 造纸过程通常分为制浆、抄纸、涂布加 工三道工序。
2
1、制浆工序
• 制浆过程是将含纤维的原料分离 出纤维的过程。
（1）蒸煮 是以化学方法使含纤维原料分理处纤维的过 程。方法很多，主要分为碱法和亚硫酸盐法两类。 （2）洗涤 将蒸煮后的浆液除了纤维外的其他成分洗 涤除去，如木素、糖料、残余化学品等。
28
第四节
涂布加工用化学品
• 涂布加工是提高造纸质量、增加造纸性 能、满足用户要求的重要手段。 • 涂布加工过程用的涂布剂主要用以 防止液体和气体渗入纸品或 防止纸氧化退色及增加纸张 功能。 涂布剂：涂布颜料、胶黏剂、 分散剂、其他助剂和溶剂组成。
29
一、涂布胶黏剂
• 涂布胶黏剂:涂布加工中能使颜料相互黏合， 并黏着于原纸，使涂布纸有良好的亮度和印刷 性能的化学品。 • 涂布胶黏剂的功能：①用作水溶液或分散液， 既是颜料的分散介质又是运载介质 ②能使颜料或干燥涂布面与纸面 黏着③使颜料和涂料具有保水性 ④提高涂布纸的印刷适用性⑤使 涂布层具有耐水性能等。
38
36
微胶囊
• 是一种内部含有液体且经加压可以液化 的微粉体，广泛用于纸制品中。
• 特性：a、内容物为液体，表观上为固体 粉末，挤压能顺利逸出。b、 液体可长时保存。c、胶囊 外壳多为半透膜。
37
应用实例
• 香料胶囊油墨：能在印刷物上附着芬芳香 味，使其保留时间较长，只要用手摩擦， 就能奇妙的散发出香味来。 • 嵌香型家用卫生纸：将香料做 成微米大小的微胶囊用于附着 在卫生纸上，使用时用手揉搓 即散发清爽的薄荷香味。
造纸化学药品
造纸化学药品1、PAM（聚丙烯酰胺）聚丙烯酰胺简称PAM，又分阴离子（HPAM)阳离子(CPAM)，非离子(NPAM)是一种线型高分子聚合物，是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一，聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝剂、增稠剂、纸张增强剂以及液体的减阻剂等，广泛应用于水处理、造纸、石油、煤炭、矿冶、地质、轻纺、建筑等工业部门。
中文名PAM分类阴离子，阳离子，非离子产品特性絮凝性、粘合性、降阻性作用原增强作用，表面吸附等目录1技术指标2产品特性3PAM沉淀4加药方式1技术指标作用原理1）絮凝作用原理：PAM 用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH 值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM ，能使动电位降低而凝聚。
2）吸附架桥：PAM 分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。
3）表面吸附：PAM 分子上的极性基团颗粒的各种吸附。
4）增强作用：PAM 分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状2产品特性1、絮凝性：PAM 能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。
2、粘合性：能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。
3、降阻性：PAM 能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM 就能降阻50—80%。
4、增稠性：PAM 在中性和酸条件下均有增稠作用，当PH 值在10以上PAM 易水解。
呈半网状结构时，增稠将更明显。
项目型号外观分子量（万）固含量% 离子度或水解度% 残余单体% 使用范围阴离子型白色颗粒或粉末 300—2200 ≥88 水解度 10—35 ≤0.2 水的PH 值为中性或碱性阳离子型白色颗粒 500-1200 ≥88 离子度 5-80 ≤0.2 带式机离心式压滤机非离子型白色颗粒 200—1500 ≥88 水解度 0-5 ≤0.2 水的PH 值为中性或碱性两性离子型白色颗粒 500—1200 ≥88 离子度 5-50 ≤0.2 带式机离心式压滤机阴离子型比重 0.62 容重 0.53PAM沉淀PAM沉淀的技术流程沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。
造纸化学品——第五组
第 五 节
纸 张 湿 强 度 与 湿 强 剂
一、湿纸强度、湿强度的概念 • 湿纸强度是指纸页抄造过程未经干燥 的湿纸页的强度，一般是指进入烘缸 前干度为20％～50％时的湿纸页强度 ，或称初始湿强度。
• 纸页的湿强度是指经干燥后的纸张再 被水润湿完全饱和后所具有的强度， 或称再湿强度。
• 一般纸张被水完全润湿后只保留原来 强度的3％～8％，湿强纸可保留15％ ～40％或更高。
内 部 施 胶
sv = sL + Lv cos
杨氏方程（T.Young Equation）
内 部 施 胶
• sv = sL + Lv cos
• sv －－固、气两相间的比表面能；
• sL －－固、液两相间的比表面能；
• Lv －－液、气两相间的比表面能；
• －－液、固两相间的接触角。
•
•
施胶理论－－Washburn 方程：
液体在毛细管中的上升速度R
内 部 施 胶
•
L－－浸透深度（cm）;
•
• • • •
t－－浸透时间(s)；
－－液体比表面能自由能，（N/cm）； －－液体粘度（Pa.s）； r－－毛细管半径（cm）； －－液、固两相间接触角（度）。
• 对于某一纸种及某一液体，毛细
造纸化学品的制备和作用机理
造纸化学品的制备和作用机理一、造纸化学品的制备1. 造纸化学品是指在纸浆制备和造纸过程中所使用的各种化学品，包括漂白剂、防腐剂、胶凝剂、增强剂等。
2. 漂白剂是造纸过程中常用的一类化学品，用于去除纸浆中的色素和有机杂质，提高纸张的白度。
常用的漂白剂有氯气、次氯酸钠等。
3. 防腐剂是为了防止纸浆和纸张在储存和使用过程中受到微生物的侵蚀而添加的化学品。
常见的防腐剂有硫酸铜、氯化苯酚等。
4. 胶凝剂是为了提高纸浆的稳定性和纸张的强度而添加的化学品。
常用的胶凝剂有淀粉、凝胶体等。
5. 增强剂是为了提高纸张的强度和耐久性而添加的化学品。
常用的增强剂有树脂、纤维素衍生物等。
二、造纸化学品的作用机理1. 漂白剂的作用机理是通过氧化、还原和分解等化学反应，将纸浆中的色素和有机杂质转化为无色或易于去除的物质。
氯气和次氯酸钠可以与色素分子中的双键发生加成反应，破坏色素结构；同时，氯气还可以与纸浆中的酚类物质发生氧化反应，将其转化为可溶性的物质。
2. 防腐剂的作用机理是通过破坏微生物的细胞膜、抑制其代谢活性或阻断其生长繁殖来达到防止微生物侵蚀的效果。
硫酸铜可以与微生物的蛋白质结合，破坏细胞膜的完整性；氯化苯酚可以抑制微生物的酶活性，阻断其代谢途径。
3. 胶凝剂的作用机理是通过与纤维素分子间的氢键或离子键相互作用，形成胶体颗粒，增加纸浆的粘度和黏稠度，从而提高纸张的强度和耐久性。
淀粉分子中的羟基可以与纤维素分子中的羟基形成氢键，形成胶体颗粒；凝胶体中的大分子结构可以通过物理作用与纤维素分子相互交织，形成网状结构。
4. 增强剂的作用机理是通过与纸浆中的纤维素分子相互作用，增加纸张的纤维间的结合力，提高纸张的强度和耐久性。
树脂分子中的官能团可以与纤维素分子中的羟基或酸基相互作用，形成化学键或物理键；纤维素衍生物可以通过与纤维素分子的氢键或离子键相互作用，增加纤维素分子间的结合力。
造纸化学品在纸浆制备和造纸过程中起到了重要的作用。
造纸化学品的制备和作用机理
造纸化学品的制备和作用机理一、造纸化学品的制备造纸化学品是指在造纸过程中所使用的各种化学品，包括漂白剂、填料、胶凝剂、防水剂等。
这些化学品的制备涉及复杂的化学反应和工艺流程。
1. 漂白剂的制备：漂白剂是用于去除纸浆中的色素和杂质的化学品。
常见的漂白剂有氯漂白剂、过氧化物漂白剂和二氧化氯漂白剂等。
其中，氯漂白剂是最常用的漂白剂之一。
氯漂白剂的制备过程包括氯气与水反应生成次氯酸，再与氢氧化钠反应生成次氯酸钠溶液。
2. 填料的制备：填料是用于增加纸张体积和改善纸张质地的化学品。
常见的填料有石灰石粉、滑石粉和陶土等。
填料的制备过程主要包括矿石的采集、破碎、磨细和筛分等步骤。
3. 胶凝剂的制备：胶凝剂是用于增强纸张的黏合性和强度的化学品。
常用的胶凝剂有淀粉、胶原蛋白和聚合物等。
淀粉胶凝剂的制备过程主要包括淀粉的提取、精制和加工等步骤。
4. 防水剂的制备：防水剂是用于增强纸张的防水性能的化学品。
常见的防水剂有脂肪醇酯、硅油和氟碳复合物等。
防水剂的制备过程涉及化学合成和物理混合等多种方法。
二、造纸化学品的作用机理造纸化学品在造纸过程中发挥着重要的作用，主要包括以下几个方面：1. 漂白剂的作用机理：漂白剂通过氧化、还原、分解等化学反应作用于纸浆中的色素和杂质，从而达到去除杂质和提高纸张白度的目的。
漂白剂能够破坏色素分子的结构，使其失去吸收光线的能力，从而使纸张呈现出较高的白度。
2. 填料的作用机理：填料能够填充纸浆中的空隙，增加纸张的体积和厚度。
填料粒子的表面具有较大的比表面积，可以吸附纤维和纤维束，增加纸张的强度和均匀度。
此外，填料还可以改善纸张的光泽度和印刷性能。
3. 胶凝剂的作用机理：胶凝剂通过与纤维表面形成胶状物质，将纤维束黏合在一起，增加纸张的强度和稳定性。
胶凝剂还可以填充纸张中的微孔，提高纸张的密度和平滑度。
此外，胶凝剂还能够改善纸张的耐久性和抗水性能。
4. 防水剂的作用机理：防水剂能够形成一层薄膜覆盖在纸张表面，阻止水分的渗透。
纸的生产工序及造纸化学品
纸的生产工序及造纸化学品造纸相关化学品及造纸工艺纸的生产工序及造纸化学品转贴至数字中国1 主要生产工序纸的生产包括制浆、造纸和纸的加工。
(1)制浆制浆是使植物纤维原料分离变为本色纸浆或漂白纸浆的过程。
制浆可分别采用化学法、机械法或化学机械法。
除机械法外，化学法及化学机械法都需要加入化工原料和化学品。
我国主要采用化学法制浆，其基本过程是：原料贮存→蒸煮→洗涤→筛选→漂白。
其中最关键的工序是蒸煮。
①蒸煮蒸煮是使原料中木素和蒸煮化学品发生化学反应将其溶出，便于和纤维素分离。
主要有碱法和亚硫酸盐法两种。
碱法是用碱液来处理植物纤维原料，将其中的木素溶出，使原料纤维彼此分离成浆。
根据碱料不同，又分为石灰法、烧碱法及硫酸盐法，亦可用碳酸钠、多硫化钠、硫化氢、硫酸盐等。
目前碱法蒸煮仍是各国制浆的主要方法，且大多采用硫酸盐法。
②废液提取和纸浆洗涤碱法制浆蒸煮液为黑液，酸法制浆蒸煮液则是红浆，统称为蒸煮废液，其中所含木素、糖类和脂肪等，在蒸煮结束后必须与纸浆尽量分离，以保证纸浆纯净。
由于木素为水不溶性的网型大分子，其分子链中含有苯环这样的刚性基团，难以运动而柔顺性低，纸浆中木素含量高时，会显得僵硬而脆弱，打浆时难以水化，容易遭到切断。
废液提取和纸浆洗涤的过程，是纤维与非纤维杂质的分离过程。
造纸废液处理涉及到环境保护等方面的问题，已经引起各国的重视。
在这一过程中则愈来愈多地使用高分子化学品。
③纸浆漂白加入漂白剂增加纸浆白度。
(2)造纸造纸主要指打浆、抄纸和生产纸板。
①打浆经过净洗和筛选后的纸浆还不能直接用于造纸，必须利用物理机械方法处理，使纤维产生切断、压溃、吸水润胀和细纤维化，使纤维尺寸均匀化，外表面积增大，变得柔软且强度增加。
②调料这是施胶、加填、着色等多道工序的总称。
施胶是对纸浆、纸张或纸板进行化学处理，使其获得抗拒流体(主要是水)渗透的性能。
大多数纸和纸板都需要施胶，根据方式不同，可分为浆内施胶和表面施胶。
造纸相关化学品及造纸工艺加填是在浆料中加入无机填料(如滑石粉、高岭土、碳酸钙、钛白粉等)和有机高分子化学品，提高纸的不透明度、亮度、平滑度、挺度、干强度、湿强度及其他性能等。
造纸化学品的合成
造纸化学品
用 途 浆内施胶剂 主要品种 松香胶：皂化胶、分散松香胶（阴离子分散松香胶、阳离子分散松香 胶）； 合成施胶剂：石油树脂施胶剂、反应性施胶剂（AKD、ASA）、蜡乳液 等 变性淀粉类：如氧化淀粉、醋酸淀粉、交联淀粉； 改性纤维素类：羧甲基纤维素； 合成高分子类：聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、苯乙烯－马来酸酐共聚物 三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚酰胺环氧氯丙烷树脂、双醛淀粉 聚丙烯酰胺、变性淀粉、壳聚糖等 聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、胶体硅、膨润土等 肥皂、聚氧化乙烯、有机硅、长链烷基阳离子表面活性剂 聚氧化乙烯、超高分子量阴离子聚丙烯酰胺，羧甲基纤维素 各种染料：酸性、碱性、活性染料等
表面施胶剂
增湿强剂 增干强剂 助留助滤剂 纸张柔软剂 纤维分散剂 纸张染料
加工纸用化学品
用 途 涂布胶乳 主要品种 天然高分子：阿拉伯胶、骨胶、明胶、干酪素等 改性天然高分子：羧甲基淀粉、羧甲基纤维素等； 合成高分子胶乳：丁苯、苯丙胶乳、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、 聚丙烯酸酯、聚氨酯等。 消泡剂：如有机硅类、酰胺类等 润滑剂：硬脂酸钙分散液； 防腐剂：异噻唑啉酮、对氯间甲苯； 分散剂：如六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠等； 防水剂：三聚氰胺甲醛、乳化蜡、乳化聚乙烯等； 防油剂：有机氟施胶剂 防粘剂：有机硅 防锈剂、隔离剂、阻燃剂；显色剂等。 絮凝剂、阻垢剂 异噻唑啉酮、戊二醛等
O C HO C O H O O
OH C O O H
O C OH
H O C
OH
H O
H O
纤纤
疏疏疏疏
纤纤
浆内施胶剂的胶粒分子在纤维表面上的定向和锚定
反应型施胶剂 (1) AKD（Alkyl ketene dimers） （ ）
•AKD是一种固体蜡，属烷基双烯酮，是反应性施胶剂。 是一种固体蜡，属烷基双烯酮，是反应性施胶剂。 是一种固体蜡 •在纸厂进行乳化 阳离子淀粉为乳化剂； 在纸厂进行乳化,阳离子淀粉为乳化剂 在纸厂进行乳化 阳离子淀粉为乳化剂； •亦可制成乳液：阳离子树脂乳液\PAE的乳化增效作用十分明显。 亦可制成乳液：阳离子树脂乳液 的乳化增效作用十分明显。 亦可制成乳液 的乳化增效作用十分明显 •由于细小纤维、填料及其它阴离子性物质具有较大的比表面积，与 由于细小纤维、 由于细小纤维 填料及其它阴离子性物质具有较大的比表面积， 纤维相比，更易于与AKD反应，影响对纤维的施胶效果。加入阳离子淀 纤维相比，更易于与 反应，影响对纤维的施胶效果。 反应 粉提高AKD的留着率。 的留着率。 粉提高 的留着率
制浆造纸化学品
制浆造纸化学品过氧化氢H2O2：hydrogen peroxidea、性质：密度：1.132浓度:30%PH:3.0无色透明液体，有微弱的特殊气味。
b、原理：主反应：H2O2+NaOH → HOO-+Na++H2O副反应：金属+H2O2 → 1/2O2+H2O过氧化氢在碎浆机中并不是起漂白作用，主要是对在碱性条件下含机浆废纸所产生的发色团起脱色作用。
同时还可减轻在碱性条件下纸浆返黄的现象。
过氧化氢在漂白过程中起作用的主要是HOO-。
c、作用：纤维浆料的漂白防止机械浆出现碱性返黄减少回路的细菌COD负荷的增加甚微d、提高H2O2漂白作用的方法：增加PH、增加温度、增加过氧化氢用量、减少副反应的发生，均有利于HOO-的产生，从而提高过氧化氢的漂白作用。
e、注意事项：H2O2的加入量必须达到避免浆料因碱性化造成的不可逆返黄。
另外，加入量必须充足以避免出现过氧化氢酶的问题。
使用H2O2时必须注意在高浓条件下与有机物接触造成分解生热的危险。
从槽罐中取出的H2O2不能再送回槽罐中去。
防止PH及温度过高。
放在低温、阴暗处。
危险特性：过氧化氢为强氧化剂。
虽然本身不燃，但能与可燃物反应放出大量的热量和氧气而引起着火爆炸。
操作注意事项：操作时要防止高温，环境温度应<50℃，防止超压，防止混入杂物，操作场所严禁烟火；操作时，应穿戴防护服、手套、足靴及眼睛护镜。
氢氧化钠NaOH：sodium hydroxidea、性质：外观：固碱为白色不透明片状固体，易潮解、液碱为无色或略带暗红色的粘稠状液体。
密度：1.35粘度:30cps浓度:33%PH:14凝固点:12•溶解性：易溶于水，乙醇、甘油，不溶于丙酮；•禁忌物：强酸、易燃或可燃物、二氧化碳、过氧化物、水；•避免接触条件：潮湿空气（指固碱）；•燃烧（分解）产物：可能产生有害的毒性烟雾。
•b、作用：•调节PH，皂化或水解油墨树脂；•有利于印刷油墨从纤维上分离，防止油墨的重新吸附；•润胀纤维，加强油墨在纤维上的脱落；•改善纤维疏解过程中的浸润特性，防止油墨的破裂；•提供过氧化氢漂白作用所需的碱性。
造纸化学品-其中有湿强剂的详细介绍
项目六过程化学品造纸过程化学品包括用于增强、助留、助滤作用的高分子合成物质，这些助剂分别称作增强剂、助留剂、助滤剂。
充分运用新型高效造纸化学品是造纸工业提高生产效率和产品质量、降低成本、减少污染的主要手段。
本章介绍干强剂、湿强剂、助留和助滤剂。
第一节干强剂用以增强纸及纸板强度的一类精细化学品称为造纸增强剂,纸张增强剂根据效果不同,可分为干强剂和湿强剂两类, 其增强机理亦有所不同。
干强剂是造纸工业中增加纸张强度的另一类重要化学品,许多水溶性的,与纤维能形成氢键结合的高聚物都可以成为干强剂。
干强剂通常用于补偿添加填料或低等级的纤维(如再生纤维) 所引起的纸强度的下降。
这里主要介绍几种造纸工业中常用的干强剂,以及有关干强剂的最新研究发展方向。
增强剂的增强机理。
天然和合成干强剂大部分都是亲水性高分子,这些高分子分散在纤维之间增加了纤维间成键数量,从而达到提高纸张强度的目的。
大多的干强剂都含有接在主链环上的阳离子基团,这样就增加了聚合物和纤维间的结合力,提高了聚合物的留着性。
目前常用的干强剂有天然聚合物如淀粉及其改性物(如阳离子淀粉、阴离子淀粉) 、合成聚合物如聚丙烯酰胺、乙二醛聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等以及其它水溶性天然产物类干强剂。
在大多数情况下,仅加入质量分数0. 1 %～0. 35 %的该类物质就可达到有效的干强效果。
我国目前则以阴离子聚丙烯酰胺和改性淀粉为主。
纸的强度是受多种因素影响的,首先取决于成纸中纤维间的结合力和纤维本身的强度,以及纸中纤维的排列和分布。
而最主要的是纤维间结合力,纤维的结合力一般有四种:化学键、氢键、范德华力和纤维表面交织力。
其中氢键结合力是纸张结合强度产生的主要方式,纤维素分子的羟基相当多,由无数微纤维相互间形成的氢键结合力是很大的,这是干强度产生的主要原因。
干强剂从其分子结构的特点来看大都是含有多羟基的高分子聚合物,这就是与纤维素分子间形成氢键结合的基础,干强剂分子中的氢键形成基团与纤维表面的羟基形成氢键。