一种阳离子松香施胶剂的制备与应用

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使用阳离子松香施胶剂时,加入少量明矾,下机 纸卷即有 80% 的施胶度和强度。纸卷储存一段时 间后,施胶度和强度会进一步提高,纸卷在 0℃ 下存
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放,施胶度和强度不变,不会发生施胶逆转的情况。
5 阳离子松香施胶剂的中性施胶
5. 1 阳离子松香施胶剂在表面施胶中的中性施胶 阳离子松香施胶剂自身带有正电荷,可自行留
吸潮后 环压指数 / N·m·g - 1
空白
120
44. 3
9. 29
5. 96
5. 3
120
28. 9
9. 67
6. 02
注: 平衡后环压指数为纸样在温度 23℃ 、湿度 50% 的恒温恒湿 箱中放置 15h,吸潮后环压指数为纸样在温度 25℃ 、湿度 90% 恒温 恒湿箱中放置 2h。
从表 1 和表 2 的检测结果可以看出: ( 1) 添加阳离子松香施胶剂后,纸页的吸水性 明显降低,添加量越多,降幅就越大。说明随着阳离
水加入反应釜中加热至 95℃ ,然后加入计算量的阳 离子高聚物高效活化剂以及松香( 或强化松香) 等 原料,升温至 95℃ ~ 102℃ 。反应 1. 5 ~ 2h 即可完 成,经检验后冷却出料。 1. 2 阳离子松香施胶剂的技术指标
外观: 黄棕色油液; 固含量: 10% ~ 20% ; pH: 7
生产阳离子松香施胶剂的主要原料为松香和阳 离子高聚物高效活化剂,松香成本占 70% 以上,由 于最近松香单价提高,所以阳离子松香施胶剂生产 成本相应也提高,但由于用量减少,生产厂家还是可 以接受的。本文就其制备、技术指标、施胶机理及生 产应用等问题作简要的介绍。
1 阳离子松香施胶剂的制备
1. 1 阳离子松香施胶剂的制备工艺 其制备工艺和设备相当简单,把计算量的自来
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( 上接第 159 页)
[2] 唐艳军,刘 秉 钺. 国内造纸白泥的综合利用[J]. 国 际 造 纸,
着和均匀分布在带负电荷的纤维表面,但由于反应 慢,所以起始施胶速度慢,若不使用明矾,在浆内施 胶时,下机纸卷仅有 30% 施胶度。但提高温度有利 于提高施胶速度,所以阳离子松香施胶剂用于表面 施胶时,由于温度较高,下机纸卷即有 70% 的施胶 度。 5. 2 阳离子松香施胶剂乳化烷基 烯 酮 二 聚 体 ( AKD) 的制备工艺
吸潮后 环压指数 / N·m·g - 1
空白
110
45. 5
3
108
34. 4
6
112
28. 6
8. 7 9. 03 9. 52
5. 48 5. 79 6. 10
表2
工厂应用实验结果
用量
定量
/ kg·t - 1 浆 / g·m - 2
吸水值 / g·m - 2
平衡后 环压指数 / N·m·g - 1
( 3) 工厂实验结果表明,添加阳离子松香施胶 剂后,纸页的吸水性明显降低,添加量越多,降幅就 越大。纸页的环压强度随着添加量的增加不断增 加,说明该施胶剂有一定的增强作用。
Preparation of a Cationic Rosin Sizing Agent and Its Application
细小纤维比例过高需要加入更多的胶量,这是 因为细小纤维比表面积比较大的原因。 4. 4 填料
阳离子松香施胶系统中可大量使用重质碳酸钙 等填料。重钙用量 15% 以下时,施胶度和成纸强度 影响不大。用量超过 15% 时,应适当增加施胶剂用 量。 4. 5 施胶剂用量
增加施胶剂用量,成纸施胶度和强度能提高,但 有一转折点,之后随着用量增加,成纸强度将继续增 强,但施胶度增加不明显,其转折点为 1% ( 即固含 量为 20% 施胶剂用量为 10kg / t 纸) 。 4. 6 施胶逆转
6 阳离子松香施胶剂的工厂应用实验
6. 1 实验方法
在某厂 4000 纸机的压力筛出浆口的浆管内添
加该助剂,代替该厂原来使用的中性胶,其它造纸工
艺条件不变。
6. 2 结果与讨论
表1
工厂应用实验结果
用量
定量
/ kg·t - 1 浆 / g·m - 2
吸水值 / g·m - 2
平衡后 环压指数 / N·m·g - 1
阳离子松香施胶剂本身带有正电荷,可自我留 着和均匀分布于带负电荷的纤维表面。阳离子松香 施胶剂中,聚丙烯酰胺接枝阳离子淀粉成份占有很 大的份量,这种接枝共聚物具有支链结构,综合了阳 离子淀粉和聚丙烯酰胺的优点,具有增强、助留助滤 等多种功能,因此使用阳离子松香施胶剂时无需另 外使用助Baidu Nhomakorabea剂。 4. 3 细小纤维
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Paper Science & Technology 2011 Vol. 30 No. 6
维素中羟基反应活性较低,所以起始施胶速度较慢。 若加入少量铝盐,均匀分布于纤维表面的松香粒子 与吸附于纤维的铝离子作用,并使其松香粒子疏水 基、亲水基转向定位; 至纸机干燥部,松香粒子与吸 附于纤维的铝离子反应,并与纤维牢固结合。
位箱前施加。工厂实验结果表明,添加阳离子松香施胶剂后,纸页的吸水性明显降低,添加量越多,降幅就越大; 纸
页的环压强度随着添加量的增加不断增加,说明该施胶剂有一定的增强作用。
关键词: 阳离子高聚物高效活化剂; 松香; 阳离子松香施胶剂
中图分类号: TS727 + . 2
文献标识码: B
文章编号: 1671 - 4571( 2011) 06-0081-03
~ 8; 分散性: 水中易分散; 化学稳定性: 不稳定; 机械 稳定性: 稳定; 储存期限: 3 个月。
2 阳离子松香施胶剂的应用方法
2. 1 阳离子松香施胶剂在表面施胶中的应用( 正 向、逆向施胶都可以)
将施胶剂用计量泵在施胶机前直接加入已煮好 的淀粉糊中,使用量为 2 ~ 3kg / t 纸( 固含量 10% ) , 再用计量泵加入液体硫酸铝 3 ~ 4kg / t 纸( 若逆向施 胶应先加入液体硫酸铝再加入阳离子松香表面施胶 剂) 。 2. 2 阳离子松香施胶剂在浆内施胶中的应用( 正 向、逆向都可以)
4. 1 明矾的使用 使用阳离子松香施胶剂时需使用少量明矾,但
与皂型松香胶相比,可减少明矾用量 70% ~ 80% 。 明矾主要作用是促使阳离子松香施胶剂中松香与明 矾形成聚合物。明矾另一个作用是消除或减少阴离 子杂质的干扰,加快网部滤水和控制 pH 值。使用 阳离子松香施胶剂 pH 值应控制在 pH = 4. 5 ~ 7 范 围内。 4. 2 留着剂
逆向: 先在施胶池中加入硫酸铝,调 pH 为 5 左 右,搅拌均匀后加入阳离子松香施胶剂,搅拌均匀, 或用计量泵在高位箱处施加。
正向: 在施胶池中或在高位箱前加入阳离子松 香施胶剂,再在高位箱后加入硫酸铝。
浆内施胶时,阳离子松香施胶剂使用量为 3 ~ 5kg / t 纸( 固含量 20% ) ,液体硫酸铝使用量为 10 ~ 20kg / t 纸。
阳离子松香施胶剂在近中性条件下施胶,施胶 工艺简单,留着率高,成纸强度高,价格合理。由于 制备工艺简单,一般造纸厂完全有条件自行生产。
阳离子松香施胶剂能提高纸张强度和耐久性, 在 0℃ 以下和 80℃ ~ 90℃ 的温度下成纸施胶度和强 度相当稳定。阳离子松香施胶剂除具有皂型松香胶 和阴离子分散松香胶的全部优点外,同时也克服了 它们不足之处,可减少松香用量 50% ,减少明矾用 量 70% ~ 80% ; 用作表面施胶时,在保证成纸施胶 度和强度的前提下,可减少淀粉用量 30% ~ 50% 。 阳离子松香施胶剂为造纸业节能、节约原材料和造 纸废水零排放创造有利条件。
阳离子松香施胶剂可乳化 AKD,乳液固含量可 达 15% ~ 20% ,其生产工艺为下:
( 1) 将计算量的水和阳离子松香施胶剂加入反 应釜中,搅拌加热至 80℃ ;
( 2) 停止加热后加入计算量的 AKD( 固体) ; ( 3) AKD 完全溶解后,再反应 15 ~ 20min,此时 AKD 乳液即可使用( 无需均质) ; ( 4) 慢慢冷却至室温,乳液可储存待用。
3 阳离子松香施胶剂施胶、助留、助滤和增强机理
在生产阳离子松香施胶剂过程中,阳离子高聚 物高效活化剂与松香反应,生成松香絮聚物分子,本 身带有正电荷。其施胶机理是依赖静电引力,自我 留着和均匀分布于纸纤维表面,然后自身与纤维固 着,通过干燥部即可施胶。但由于阳离子松香与纤
作者简介: 关铿,男,高级工程师,主要从事制浆造纸化学品的研究。
乳化松香阳离子高聚物高效活化剂其主要成份 为聚丙烯酰胺接枝阳离子淀粉,聚丙烯酰胺接枝阳 离子淀粉具有多链结构,综合了阳离子淀粉和聚丙 烯酰胺的优点,因此阳离子松香施胶剂具有助留、助 滤和增强等多种功能。接枝高分子与纤维束有更强 的架桥作用,并能和长纤维相互交织,从而提高了增 强效果。
4 影响阳离子松香施胶剂的各种因素
7 结论
( 1) 阳离子松香施胶剂无毒,有松香香味,黏度 低,稳定性好,可自行留在带负电荷的纸纤维表面,
可少用明矾,可加入碳酸钙等填料以降低生产成本。 ( 2) 使用阳离子松香施胶剂施胶工艺简单,可
在施胶池施胶,也可在高位箱前用计量泵连续施加。 纸机运行性能良好,无湿压榨黏辊,黏毛布和黏缸现 象发生,为造纸废水零排放创造有利条件。
Guan Keng Li Qiang-heng
( Lianhuashan Paper Co. ,Ltd. Guangzhou,510281,Gaungdong,China)
Abstract: Rosin is emulsified by a cationic polymer high activating agent,the rosin emulsion has low viscosity, high storage stability. It can reduce the dosage of alum when sizing with it. The cost is cut down by adding CaCO3 as filler. It can set on the paper surface with negative charge fiber,sizing pH value is 4. 5 ~ 7,the sizing process is easy. It can be put directly into pulp as inner sizing agent,or put into pulp mixed box with metric pump. The results of the trial indicate that the water absorbency of the sheet decreases obviously,the more dosage added in,the more reduction gained. The ring crush improves with the inerease of the dosage,showing it is a kind of sizing agent which can increase the strength of paper. Key words: cationic polymer; rosin; cationic rosin sizing agent
《造纸科学与技术》 2011 年 第 30 卷 第 6 期
一种阳离子松香施胶剂的制备与应用
关 铿 林强恒
( 广州番禺莲花山造纸有限公司,广东 广州 511440)
摘 要: 本文利用阳离子高聚物高效活化剂对松香进行乳化,制成的阳离子松香施胶剂具有黏度低、稳定性好、长
期储存不变质的特点。将其用于施胶时,可减少明矾用量,可加入 CaCO3 等填料以降低生产成本; 可自行留在带负 电荷的纸纤维表面,施胶 pH 值为 4. 5 ~ 7,施胶工艺简单方便,工厂应用时,可直接在浆内施加,也可用计量泵在高
《造纸科学与技术》 2011 年 第 30 卷 第 6 期
子松香施胶剂添加量的增加,纸页的抗水性能不断 增加。从两次检测的数据可以看出在添加量在 5 ~ 6 kg / t 浆时,抗水性能增幅开始趋于平缓。
( 2) 添加阳离子松香施胶剂后,纸页的环压强 度随着添加量的增加不断增加,说明该施胶剂有一 定的增强作用。
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