造纸用施胶剂ASA配套乳化剂

造纸用施胶剂ASA配套乳化剂
造纸用施胶剂ASA配套乳化剂

造纸用施胶剂ASA配套乳化剂

项目概况:造纸施胶是通过一定的工艺方法,使施胶剂均匀分散于纸张表面,从而提高纸张对水和其它液体的抗渗透性。过去普遍采用酸性施胶剂及施胶工艺,纸张易变黄发脆,不能长期保存,因此中高档纸施胶的必然趋势是采用中性施胶技术。常用的中性施胶剂有烯基琥珀酸酐(ASA)和烷基烯酮二聚体(AKD)。我国中性施胶技术的开发研究较晚,尤其是施胶剂ASA及其配套乳化剂和应用技术。直到2000年7月,才由抚顺石油化工公司石化五厂建成了国内第一条ASA生产线,但配套乳化剂及应用技术的研究国内尚属空白。到目前为止,国内采用ASA施胶的几家大型造纸企业用的ASA 及其乳化剂全部是进口的。由于ASA必须制备成乳液才能用于施胶,国外厂家通常将ASA乳化剂和ASA配套销售,而不单独出售乳化剂。因此,开发出国产的ASA配套乳化剂,在国内是具有非常大的市场需求的。

ASA必须制备成O/W型乳液才能用于造纸施胶。传统的表面活性剂尽管能够乳化ASA,但却降低纸张的抗水性能,也就是说,传统的表面活性剂具有反施胶作用。目前国外的ASA配套乳化剂产品通常都是阳离子淀粉、阳离子聚合物或者它们的混合物,为了得到稳定的ASA乳液,通常需要加入少量的表面活性剂。由于表面活性剂的反施胶效应,施胶时往往需要加入更多的施胶剂来抵消这种效应,这就增加了施胶成本。我们开发的ASA配套乳化剂是阳离子淀粉与阳离子聚合物的接枝共聚物,具有优良的乳化能力,并能有效促进ASA施胶。而且该乳化剂中不添加任何传统的表面活性剂,不存在传统表面活性剂的反施胶效应,从而能使ASA发挥最佳的施胶作用,节约了施胶成本。

ASA与AKD以及松香胶施胶的优缺点比较:ASA和AKD均属于中性施胶剂,而松香胶则需要在酸性或近中性条件下应用。与松香胶相比,采用ASA和AKD施胶的纸的白度较高,不易变黄发脆,纸的强度较高,并且可以采用廉价的碳酸钙作填料,而且损纸可以回用。ASA与AKD相比,ASA与纤维间的反应活性高,在抄纸条件下很容易与纤维形成酯键,不需要热处理和熟化。最重要的是,AKD 施胶纸的摩擦系数较低,在用于高速纸机时容易引起纸机打滑,而ASA用于高速纸机时则无此问题。随着目前造纸企业的大型化,纸机的高速化,ASA施胶将会越来越显示出其优越性。另外,AKD通常制备成乳液出售,但在有水存在的条件下,AKD也会发生水解,水解产物无施胶作用,而且会造成纸机污染。ASA尽管水解速率较AKD大,但由于ASA采用现场乳化,从ASA与水接触到纸被烘干,只有短短的十几分钟,水解现象反而不明显。实践证明,采用ASA施胶可以减少纸机的清洗次数,说明ASA施胶时对纸机的污染程度较AKD施胶低。

市场需求、经济、社会、生态效益分析:我国是制浆造纸大国,2001年我国纸和纸板的年产量

约为3200万吨,总消费量为3680多万吨,其中印刷书写用纸的年消费量为880万吨。中性施胶由于具有纸张白度高、不易变黄发脆、能长期保存等优点,已经成为造纸施胶的首选。以印刷书写用纸中30%采用ASA进行施胶,每吨纸的ASA添加量为1.5 Kg,每1 Kg ASA耗用1 Kg乳化剂计,则目前我国ASA乳化剂的年消耗量约为3960吨。随着我国造纸工业的发展,造纸企业的大型化,纸机的高速化,ASA施胶将会越来越显示出其优越性,也将会有更多的企业采用ASA进行施胶,ASA及其乳化剂的需求量也将进一步增大。

国内目前采用ASA施胶的造纸企业均采用进口的ASA及其配套乳化剂,价格较高。目前国外某公司的ASA产品售价约为38000元/吨,其乳化剂售价约为18000元/吨,以我国目前ASA及配套乳化剂年消耗量各为3960吨计,则我国每年约需22176万元人民币(约2670万美元)用于进口ASA 及其配套乳化剂,其中约15048万元用于进口ASA,约7128万元用于进口ASA配套乳化剂。

我们开发的ASA乳化剂的计划售价为10000元/吨,原料成本为2000元/吨,利润约为6000元/吨,抚顺石化五厂的ASA售价约为25000元,以年生产并销售ASA乳化剂500吨计,即每年有500吨国产ASA及配套乳化剂取代进口ASA及配套乳化剂,则每年乳化剂的消售额为500万元,利润约为300万元,可节约外汇约338万美元(包括ASA在内),并且每年可为纸厂节约施胶成本1050万元。

技术经济指标:外观乳白色粘性液体;固含量9-11%;粘度10~40 m Pa.s(25℃);保质期6个月以上(常温密闭条件下)。原料成本2,000元/吨;产品售价10,000元/吨

ASA配套乳化剂制备工艺路线:ASA配套乳化剂制备工艺路线如图1所示:

丙烯酰胺阳离子单体改性硅油

阳离子淀粉

品图1 ASA配套乳化剂制备工艺路线图

该工艺包括两步反应,第一步为聚合反应,即丙烯酰胺、阳离子单体以及改性硅油在水溶液中自由基聚合得到水溶性阳离子聚合物,反应时间为2 h;第二步为接枝共聚合反应,即水溶性阳离子聚合物与阳离子淀粉在水溶液中进行接枝共聚合,反应时间为1 h。得到的接枝共聚物调节pH到一定范围后即得到产品乳化剂。所有反应均在常压和100℃之内进行,反应无副产物,无三废。生

产设备为两个常压反应釜,可采用蒸汽加热或电加热,以年产500吨乳化剂计,设备的费用约为20 万元,再加上生产分析仪器和用于应用试验的分析仪器费用约30 万元,总的投资约为50 万元。本工艺投资少、操作简单、原料易得、产品性能稳定,且无污染。

ASA配套乳化剂在造纸施胶中的应用:小试样品在不同条件下抄片,手抄片的定量为60 g/m2,ASA为抚顺石化五厂的产品,采用碳酸钙填料,加填量为20 wt%,手抄片在105℃的烘箱中烘干,取出2 h后测手抄片的Cobb 60值(Cobb 60是指单位面积的纸张60秒钟的吸水量,单位为g/m2)。一般中高档纸的Cobb 60值应小于25 g/m2,有的纸厂纸产品的Cobb 60值小于30 g/m2即为施胶合格。应用结果如表1和表2所示(表中的所有数据均以干浆重量为基准):

表1 针叶木浆 / 阔叶木浆=50 / 50的施胶情况

阳离子淀粉ASA PAM CaCO3Cobb 60 (g/㎡)

1.0% 0.10% 0.02% 20% 18.61

1.0% 0.15% 0.02% 20% 14.07

表2 针叶木浆 / 麦草浆=20 / 80的施胶情况

阳离子淀粉Al2(SO4)3 ASA PAM CaCO3Cobb 60 (g/㎡)

1.0% 1% 0.15% 0.02% 20% 19.06

从表1和表2可以看出,采用我们开发的乳化剂乳化抚顺石化五厂的ASA,在ASA的添加量为0.10~0.15 wt%时可以达到良好的施胶效果。

我们还将我们的乳化剂与国外某厂家的乳化剂进行了抄片比较,浆料采用针叶木浆 / 阔叶木浆=50 / 50的配浆,所用的ASA为该国外厂家的ASA,结果如表3所示:

表3 进口乳化剂与自制乳化剂抄片结果比较

阳离子淀粉ASA PAM CaCO3Cobb 60 (g/㎡) 进口乳化剂 1.0% 0.10% 0.02% 20% 24.89

自制乳化剂 1.0% 0.10% 0.02% 20% 21.26

从表3可以看出,我们自制的乳化剂与进口的ASA能很好地配套应用,施胶效果甚至略好于该厂的配套乳化剂乳化该厂的ASA。还有一点需要说明的是,在同样的乳化条件下,我们自制的乳化剂乳化进口的ASA得到的乳液在室温下能稳定24 h以上,而该厂配套的乳化剂乳化该厂的ASA得到的乳液只能在室温下稳定5 h左右即出现分层现象。

由于ASA具有高度的水解倾向,制成乳液后几小时内就失去大部分活性。为了控制ASA的水解,在ASA乳化和应用之前应尽量缩短储存时间,并尽量保持低温和低pH值。因此,工业应用ASA时必须使用现场乳化机进行现场乳化,乳液直接从高位箱注入。由于填料(通常是碳酸钙)具有比纤维

更大的表面积,更容易吸附ASA 乳液颗粒,而吸附在填料上的ASA 是不能起到施胶作用的,因此要求ASA 的注入点在填料之前。常用的ASA 施胶工艺流程如图2所示:

剂配料池浆 池

除渣

器压力筛高位箱纸浆流浆箱料箱网部

淀粉填料

淀粉

图2 ASA 施胶工艺流程

该工艺流程图中列出的只是与ASA 施胶有关的助剂,在实际的造纸生产中往往需要加入各种过程助剂如树脂障碍控制剂等,以及功能助剂如增白剂、干(或湿)强剂等,这里没有一一列出。但这些助剂的加入可能会对ASA 施胶造成一定的影响,因此,在工业应用之前,必须先做应用试验对工业使用条件进行模拟,然后在工业应用中进行各种参数调整,以便达到良好的施胶效果。

市场分析:中高档纸施胶总的趋势是采用中性施胶,常用的中性施胶剂是ASA 和AKD 。随着我国造纸企业的大型化,造纸纸机的高速化,ASA 施胶将逐渐在造纸施胶中占主导地位。目前我国采用ASA 施胶的几家大型造纸企业、如宁波中华纸业,金东纸业、常熟亚泰纸业(UPM )等,用的均为进口的ASA 及配套乳化剂。我们开发的ASA 配套乳化剂可以与国产的ASA 配套,与进口的ASA 及其配套乳化剂相比价格较低,可以降低纸厂的施胶成本。此外,我们开发的乳化剂还可直接与进口的ASA 配套,取代进口的ASA 配套乳化剂,也可以降低纸厂的施胶成本。目前国内采用ASA 施胶的造纸企业均可以是我们的目标用户。另外,国内生产各种文化用纸的造纸企业,包括现在采用AKD 施胶或者采用松香胶施胶的企业,只要年产量万吨以上(日产量2吨以上),都可以是我们的目标用户。

由于纸浆的品种、造纸用水的水质对施胶均有影响,因此,在选择应用厂家时,应优先选择纸浆中木浆含量较高(30%以上),造纸用水水质硬度较低的厂家,这种厂家在改用ASA 施胶时,应用参数调整的难度较低。当然,在低木浆含量和高水质硬度的条件下我们也进行过抄片试验,也得到满意的结果。

造 纸 助 剂

造纸助剂 第一章造纸过程 现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、涂布、加工等主要步骤: 制浆段:原料选择→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→洗涤筛选→浓缩或抄成浆片→储存备用 调制—抄纸段:散浆→除杂质→精浆→打浆→配制各种添加剂→纸料的混合→纸料的流送→头箱→网部→压榨部→干燥部→表面施胶→干燥→压光→卷取成纸 涂布段:涂布原纸→涂布机涂布→干燥→卷取→再卷→超级压光 加工段:复卷→裁切平板(或卷筒)→分选包装→入库结束 一、制浆:纸浆为造纸的第一步,一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法、半化学制浆法等 三种。 造纸原料:有植物纤维和非植物纤维(无机纤维、化学纤维、金属纤维)等两大类。 漂白:这一工段会有大量的黑液产生,既污染的源头。 二、调制:纸张的调制为造纸的另一重点,纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的 长短直接与它有关。一般常见的调制过程大致可以分为以下三步骤:散浆、打浆、加胶与充 填。 (一)打浆:利用物理方法处理悬浮于水中的纸浆纤维,使其具有造纸机生产所要求的特性,生产出符合质量要求的纸和纸板。这一操作过程称为打浆。打浆对纤维的作用:细胞壁的位移和变 形,初生壁和次生壁外层的破裂,吸水润涨,细纤维化和横向切断等。 (二)调料: 1、施胶——通过向浆料中加入有抗水性胶料物质,使纸张具有一定抗水性能,在一定程度上不易为 水或水溶液所浸润,这一操作过程叫做施胶。 2、纸和纸板按施胶程度不同分为—— 重施胶纸:书写纸、胶版印刷纸、绘图纸、包装纸、书皮纸、纸袋纸等。 轻施胶纸:凸版印刷纸、凹版印刷纸、打字纸、有光纸、和涂布厚纸等。 不施胶纸:吸墨纸、卷烟纸、卷筒新闻纸、滤纸、卫生纸、浸渍加工纸原纸、变性加工纸和钢纸原纸等。 (三)加填:向纸料悬浮液中加入不溶于水或不易溶于水的矿物质或人造填料。 三、抄造过程:将稀的纸料均匀地交织和脱水,再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装,故一般常 见流程如下: 1、纸料的筛选:将调制过的浆料再稀释成较低的浓度,并借着筛选设备,再次的筛除杂物及未解离纤 维束,以保持品质及保护设备。 2、网部:使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或塑料网上均匀的分布和交织。 3、压榨部:将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间,藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用,将湿纸作 进一步的脱水,并使纸质较紧密,以改善纸面,增加强度。 4、干燥:由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52 -70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改 让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。 5、表面施胶——也称纸面施胶。是把已抄成的纸或纸板浸入施胶剂溶液中或用施胶机向纸面施加一层 薄层胶料,待施胶剂干燥之后,就在纸面上形成一层抗液性胶膜,使纸取得抗水性,还 可增加纸的强度和挺度,改善纸的书写性能,提高纸的耐摩擦性及耐久性,还可以解决 纸的掉毛、掉粉问题。多用于高质量纸种,如钞票纸、证券纸、扑克牌纸、高级书写纸、 高级胶版印刷纸等。

阳离子分散松香表面施胶剂的制备

阳离子分散松香表面施胶剂的制备 张国强张文静徐英超(山东大学威海分校海洋学院) 摘要:以松香、环氧氯丙烷、三乙胺为原料合成了松香型表面活性剂,以苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯为原料合成了高分子阳离子分散剂,将上述两种合成物与基础阳离子表面活性剂(溴代十二烷基二甲基苄基铵)复配使用采用常压逆转法对松香进行乳化分散,制备了均匀稳定的阳离子分散松香表面施胶剂,并对其施胶性能进行了简单的分析和评价。 关键词:松香型表面活性剂;高分子阳离子分散剂;阳离子分散松香表面施胶剂 Abstract:Rosin, epichlorohydrin, triethylamine raw materials for the synthesis of rosin-based surfactants, styrene, methyl acrylate, methacrylic acid dimethyl ester as raw material of ammonia synthesis of cationic polymer dispersant. these two compounds with the foundation cationic surfactant (bromo dodecyl dimethyl benzyl ammonium) compound used often use Pressure reversal of Rosin emulsified dispersion, preparation of uniform stability of the surface of cationic dispersed rosin sizing agent. Sizing and its performance of the simple analysis and evaluation. Keywords : rosin-type surfactants;cationic polymer dispersant;the surface of cationic dispersed rosin sizing agent 1 前言 施胶剂是在纸浆中添加(即内施胶)或在纸张表面涂布(即表面施胶)的一些抗水性物质,它可延迟流体渗透,赋予纸张抗水、抗油的性能。施胶剂有多种分类方法,按施胶环境可分为酸性施胶剂和中碱性施胶剂,按施胶过程又可分为表面施胶剂和浆内施胶剂。与酸性施胶剂相比,中碱性施胶剂具有对设备腐蚀小、污染负荷轻[1]、可用廉价的CaCO3填料代替昂贵的TiO2等诸多优点。与浆内施胶剂相比,表面施胶剂具有施胶工艺简单,可直接加在纸页表面;不需考虑留着机理,不会干扰湿部化学或纤维之间的连接;降低生产成本,提高清洁度,加快纸种更换的速度等优点[2]。另外,对于含有较多非木材纤维或二次纤维的纸,要获得较好的施胶效果,必须采用表面施胶[3]。自1807年施胶技术获得应用的近200年以来,松香基酸性施胶剂因其具有相对便宜、来源丰富、使用方便、与其它填料相容性好等特点而获得广泛应用[4,5]。但是,由于酸性施胶剂存在腐蚀设备、纸张易老化、废水处理困难等弊端,在欧美等发达国家和地区,已基本被AKD(alkyl ketene dimmer,烷基烯酮二聚体)、ASA(alkenyl succinic anhydride,烯基琥珀酸酐)和阳离子分散松香等中/碱性施胶

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。近年来新上的中速纸机大多增加了表面施胶的装置,因此表面施胶是包装纸施胶的发展趋势。同时,由于浆内施胶量大成本高,正在逐步被表面施胶剂取代。总体而言,表面施胶剂市场前景广阔。 二、表面施胶剂的简要介绍: 表面施胶剂的种类很多,大体可分为天然高分子和化学合成高分子两大类。淀粉及改性淀粉是典型的天然高分子,但其性能有很大的局限性;目前将淀粉及改性淀粉与化学合成高分子配合起来使用,已取得了良好的效果。从离子型方面,表面施胶剂又分为阳离子型、阴离子型和非离子型表面施胶剂。 实践表明,用于包装纸的表面施胶剂,阳离子型效果最好。目前最为普及的是阳离子型苯乙烯丙烯酸酯聚合物乳液(简称苯丙乳液);这类产品合成工艺稳定、操作简便,在表面施胶后成膜性和抗水性好,是应用和发展最快的品种。 在表面施胶的机理方面,业内人士已普遍达成了如下共识: 1)阳离子表面施胶剂,要与配合施胶的大量淀粉链状分子进行交联反应,形成以聚合物高分子为核心节点的网状结构覆盖在纸张的表面,并形成一个致密的抗水薄膜,从而阻止水蒸气进入与纸张内部与纤维结合,防止纸张返潮;同时还可以防止纸张掉粉掉渣提高印刷质量。2)表面施胶剂的聚合物高分子还需要与纸张纤维有良好的结合,减少表面施胶剂向纸张内

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。阳离子淀粉作为表面施胶液的固含量和取代度DS(Degree of Substitutio)是影响表面施胶性能的两个非常重要的因素。阳离子淀粉的品种很多,按取代度来分,主要有低取代度(DS<0.1)和高取代

造纸用表面施胶剂

造纸用表面施胶剂 康爱辉 张新东 (苏州天马医药集团有限公司,江苏苏州215101) 摘 要:本文介绍了纸或纸板常用表面施胶种类及各自优缺点,描述了目前国内纸或纸板表面施胶的现状及发展趋势。 关键词:纸或纸板 施胶剂 表面施胶 表面施胶是纸张或纸板加工过程中的一个工序,通常位于纸机的烘干部末端,使纸页在未完全干燥却具有一定的强度时喷涂一层胶液,经后续的干燥在纸和纸板表面形成一层胶膜,从而达到改变纸或纸板表面性能的目的。从造纸工业的发展来看,造纸表面施胶是不可或缺的过程之一,通过表面施胶可加人改善纸页性能或增加纸或纸板抗水性的表面添加剂。原先,由于技术水平及纸种要求的限制,表面施胶剂只能用在特殊纸种上,例如:钞票纸、证券纸、海图纸等。随着造纸工业技术水平的提高,纸张的表面施胶已经成为一种常规的纸张处理工序,尤其是近年来因印刷、复印、传真的普及对文化纸、包装纸和瓦楞纸的表面性能、强度及抗水性提出了更高的要求,因此造纸工业在不断的探求新的表面施胶技术。 1 现行的表面施胶有如下优势 1)提高纸和纸板的印刷性能; 2)可通过选用不同的表面施胶剂种类,提高纸张的表面强度或抗水性; 3)提高纸和纸板的物理强度; 4)表面施胶可减少纸张的两面差; 5)不受抄纸水质和水温的影响,施胶效果比较稳定; 6)胶料留着效果好,施胶成本低; 7)和内施胶同时使用,可弥补内施胶的一些缺陷。 2表面施胶剂的分类及其作用 根据表面施胶剂的功能,我们分成抗水类和增强类。提高抗水性的表面施胶剂可选用烷基烯酮二聚体(AKD)、苯乙烯马来酸酐共聚物等;增强类的可选用淀粉、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯(PVA)醇等。下面介绍目前纸厂常用的表面施胶剂类型及基特点。 2.1淀粉及其改性物 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。玉米淀粉使用比较广泛,薯类淀粉使用效果较好。天然原淀粉粘度高,流动性差,容易凝聚,用水稀释后容易沉淀,在粘结性、成膜性方面还存在很大的局限性,所以在施胶系统中使用的是改性淀粉。使用淀粉改性物作为表面施胶剂最大的优点就是原料丰富,价格便宜,非常适合中国的国情,另外表面增强效果明显,可改善印刷效果。但淀粉是高分子水溶性物质,结构中含有亲水基,在成膜后难以抵挡液体的渗透。这就需要用变性淀粉和其它的表面施胶剂配合使用来达到纸张的要求。表面施胶中最常用的是氧化淀粉。 2.2聚丙烯酰胺(PAM) PAM作为表面施胶剂,应和乙二醛混合,两者在于燥过程中可形成交联网络。由于纸页中存在三价铝离子和钙离子等,PAM分子中的部分-CONH:基团又水解成-COOH,这些金属多价离子会与PAM中的-COOH产生离子交联键,从而使纸而产生抗水性。PAM价格高,质量好,适合和价格便宜的淀粉配合使用。 2.3聚乙烯醇(PVA) 聚乙烯醇按聚合度和水解度不同,分为许多牌号。一般用作表面施胶的PVA聚合度为l000—2000,醇解度为98%-99%。我国生产的PVA,用于表面施胶的主要是1798,即聚合度为l700,醇解度为98%。经PVA表面施胶的纸张,干燥后纤维有很好的黏合力,表面强

苯丙乳液类施胶剂相关介绍2012.03.10

苯丙乳液类(SAE)阳离子表面施胶剂与AKD 表面施胶剂的区别 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”。施胶方式可分为浆内施胶和表面施胶。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。近年来新上的中速纸机大多增加了表面施胶的装置,因此表面施胶是包装纸施胶的发展趋势。同时,由于浆内施胶量大成本高,正在逐步被表面施胶剂取代。 二、表面施胶剂的简要介绍: 表面施胶剂的种类很多,大体可分为天然高分子和化学合成高分子两大类。淀粉及改性淀粉是典型的天然高分子,但其性能有很大的局限性;目前将淀粉及改性淀粉与化学合成高分子配合起来使用,已取得了良好的效果。从离子型方面,表面施胶剂又分为阳离子型、阴离子型和非离子型表面施胶剂。 实践表明,用于包装纸的表面施胶剂,阳离子型效果最好。目前最为普及的是阳离子型苯乙烯丙烯酸酯聚合物乳液(简称苯丙乳液);这类产品合成工艺稳定、操作简便,在表面施胶后成膜性和抗水性好,是应用和发展最快的品种。 1)阳离子表面施胶剂,要与配合施胶的大量淀粉链状分子进行交联反应,形成以聚合物高 分子为核心节点的网状结构覆盖在纸张的表面,并形成一个致密的抗水薄膜,从而阻止水蒸气进入纸张内部与纤维结合,防止纸张返潮;同时还可以防止纸张掉粉掉渣提高印刷质量。 2)表面施胶剂的聚合物高分子还需要与纸张纤维有良好的结合,减少表面施胶

表面活性剂造纸工业中的应用

表面活性剂在造纸工业中的应用 ?类别: 制浆造纸工业 ?作者: 姚献平 ?关键词: 表面活性剂,造纸化学品,造纸 ?【内容】 ? 表面活性剂是造纸化学品的重要组成部分, 广泛应用于造纸制浆、湿部、表面施胶、涂布以及废水处理等过程。 近几年来, 由于世界木材紧缺, 废纸再生率大大提高, 严格的环保立法这三方面的因素, 加上各种高新技术的发展, 如造纸设备的大型化、高速化, 纸与纸板多样化、高档化的影响和需求, 各种新颖的造纸化学品正不断涌现, 它们对提高造纸的产量、改善质量、降低污染以及提高经济效益等方面均起着举足轻重的作用。因此世界各国都十分注重造纸化学品的开发和生产, 其总体发展速度始终保持在3% ~4% 的增幅, 有些特殊新品种由于技术上的突破增幅更是高达10% 以上。全球销售总额已达到85 亿美元。美国销售额增长率达到 4.8%, 日本销售额的年增长率高达11.32%, 西欧 3.13%, 其中增长较快的品种是助留助滤剂、施胶剂、增强剂、防腐杀菌剂、树脂障碍/ 沉积物控制剂、脱墨剂等造纸用精细化学品, 而这些造纸精细化学品几乎都离不开表面活性剂。 中国造纸化学品的开发应用起步较晚,70 年代还几乎空白。随着物质生活水平不断提高, 人们对纸张质量要求越来越高, 对纸张的需求量越来越大。近年来我国造纸工业持续高速发展,1998 年我国纸和纸板产量为2800 万t, 居世界第三位, 而消费总量为3340 万t, 预计我国造纸工业还将继续快速发展, 造纸化学品的开发和应用已引起了国家有关部门及大专院校、科研院所的高度重视, 目前国内已开发了上百个品种系列。1990 年原化工部正式批准成立原 化工部造纸化学品技术开发中心,1995 年国家民政部正式批准成立中国造纸化学品工业协会, 还编辑出版了中国造纸化学品工业协会会刊《造纸化学品》。根据中国造纸化学品工业协会初步调查分析, “九五” 末我国造纸化学品实际销量约25 万t, 到“十五”末有可能达到60 万t。因此中国造纸化学品行业是一个很有发展前景的朝阳行业。 1 造纸工业用表面活性剂

表面施胶剂的种类及作用

表面施胶剂的种类及作用 许夕峰 靳光秀 梁福根 吴晓敏 (杭州传化华洋化工有限公司,杭州311231) 摘 要:本文对表面施胶剂进行了分类,并对每类产品的性能及在不同纸种中所起的作用进行了介绍。 关键词:表面施胶剂 造纸 印刷适应性 1 前言 施胶的目的是使纸或纸板具有抗拒液体(特别是水和水溶液)扩散和渗透的能力。表面施胶[1,2]指的是湿纸幅经干燥部脱除水分至定值后,在纸的表面均匀地涂施适当的胶料的工艺过程。在现代的造纸技术中,表面施胶已成为纸页表面施胶处理的主要形式,其作用不仅仅局限于赋予纸张一定的抗液性,在某些情况,则更加强调其对纸张印刷性能、纸张表面性能的改善。因此,也有将表面施胶称为表面改性或表面增强的。 近年来,随着纸张表面施胶工艺的发展,许多化学品公司都研发生产出能适合纸张表面施胶用的化学品。本文将主要介绍表面施胶化学品的种类及其在不同纸种中发挥的作用。 2表面施胶剂的种类 2.1传统表面施胶剂 淀粉是最常用的载体,也是施胶压榨中用量最大的化学品。有关这方面的文献报道很多[3,6],这里需强调的是阳离子淀粉及酶转化淀粉。阳离子淀粉[7]可与纤维形成离子键,因此在损纸回抄的过程中可更多的留在纤维表面,降低白水的COD,有利于环保。酶转化淀粉[8]是一种生物变性淀粉,其转化结果与氧化淀粉相似,都是将淀粉的长分子链水解为短分子链。酶转化淀粉的制备工艺比较简单,可现制现用,较常用的氧化淀粉,其最突出的优点是使用成本很低,因此越来越受到纸厂的青睐。 除淀粉外,PVA、CMC及海藻酸钠[9]有时也作为载体应用在施胶压榨上。这些化学品都具有良好的成膜性,可封闭纸张的毛细孔。 2.2合成聚合物表面施胶剂[10-14] 合成聚合物表面施胶剂在现代造纸工业中具有极其重要的地位。与传统的浆内施胶剂不同,它们是专门为表面施胶而设计的,是目前表面施胶剂的主流产品。该种表面施胶剂主要可分为三种类型:①水溶性聚合物表面施胶剂(SMA及SAA类);②聚合物水分散液表面施胶剂(SAE类):③聚氨酯水分散液表面施胶剂(PUD类)。 2.2.1水溶性聚合物表面施胶剂[15-18] 这些水溶性聚合物主要是苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA类)及苯乙烯-丙烯酸共聚物(S 从类)的铵盐、钠盐或混合盐。产品随着纸机系统向中碱性转变而逐渐兴起,主要用来克服浆内滥用AKD后,纸面摩擦系数的过分降低。 SMA、SAA均为阴离子聚合物,其水溶性来自于羧酸盐的解离,因此不能在低pH环境中使用。SMA、SAA类产品的作用发挥,往往要借助某些阳离子物质。如聚合物长链中的羧酸根离子在A13+的协助下吸附在纸页表面,而疏水的苯乙烯基团朝向纸面外,从而赋予纸页一定的抗水性。SMA、SAA产品也有一定的成膜能力,可改变纸页的透气度,增大原纸表面的摩擦系数。 影响这类产品性能的因素有很多。聚合物的分子量既影响产品的施胶效果,又影响产品的成膜能力。分子量高,其施胶效果越好,成膜能力越强。盐的类型也会影响聚合物的性质,一般来说,铵盐由于易于解离,使聚合物具有更好的施胶效果;而钠盐的成膜能力较强。与其它类型的聚合物表面施胶剂相比,这类产品在使用过程中会产生大量泡沫,从而影响施胶压榨效果的稳定性,限制了其在造纸工业中的应用。

造纸行业复合表面施胶剂及制备方法--初稿

造纸行业替代淀粉的复合表面施胶剂及制备方法 技术领域 本发明涉及纸浆造纸技术领域,特别涉及一种造纸行业替代淀粉的复合表面施胶剂,还涉及其制备方法。 背景技术 目前我国的造纸业,由于纸浆短缺,用于生产纸板、瓦楞原纸的企业大都采用于多次重复利用的废旧纸箱进行造纸,这样的纸品原材料所生产的纸张强度低,质量差,需在纸品表面用淀粉进行表面施胶来提高强度,以满足用户的需求,造纸用表面施胶淀粉是用于提高纸和纸板表面强度及提高纸品硬度(环压强度)的主要添加剂,它是一种用量大、应用面很广的造纸添加剂。 淀粉的来源主要是通过人们日常必需的粮食作物,比如玉米、小麦、薯类等作物,经过加工生产出来的,淀粉也是人们赖以生存的粮食和生活必需品,长期以来粮食的短缺,越来越被世界所关注,中国是粮食大国,也是缺粮国,大量的淀粉用于造纸形成了极大的浪费和隐患。就瓦楞纸而言一吨纸需50-100公斤淀粉才行,全国高强瓦楞纸2000万吨产量计,每年所消耗的淀粉1-2亿吨。因此寻找一种能够替代淀粉的产品刻不容缓。并且使用淀粉进行表面施胶时也因为其粘度较差、成膜性及抗水性,也不能满足要求,因此开发一种能够完全替代淀粉又能比淀粉增强效果更明显,抗水性更好的产品意义重大。 发明内容 为了解决以上纸浆造纸技术领域淀粉施胶剂造成的粘度高、资源浪费、施胶剂效果差的问题,本发明提供了一种提高纸张的表面强度和物理指标,也能节约粮食、降低生产成本,粘度低、施胶效果好的造纸行业替代淀粉的复合表面施胶剂。 本发明还提供了所述复合表面施胶剂的制备方法, 本发明是通过以下措施实现的: 一种造纸行业替代淀粉的复合表面施胶剂,原料重量配比如下: 400目以上的滑石粉:20-40份, 400目以上的轻质碳酸钙:15-30份, 500目以上的云母粉:10-20份, 400目以上的高岭土:10-20份, 200目以上的钙基膨润土:20-40份,

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 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。

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。 2.2上下振荡摇晃,AKD乳液产生的气泡能很快自行消除,若不消除说明乳液稳定性变差。 一般来说,如乳液出现增稠、分层、絮聚现象,乳液就不能再使用了,如乳液产生泡沫,经晃动容器壁上仍附有AKD细小颗粒时,乳液的施胶效果将会下降。 3AKD乳液的储存 AKD乳液应贮存在阴凉的库房里,避免阳光直射照晒。其最佳贮存在温度为5~25℃,不得放在高于32℃下长时间存放。由于是乳液,一旦结冻不能恢复原状,所以在冬季,应将其存放在保温的库房中切勿使其冻结。

造纸表面施胶剂的种类和应用

造纸用表面施胶剂 表面施胶是纸张或纸板加工过程中的一个工序,通常位于纸机的烘干部末端,使纸页 在未完全干燥却具有一定的强度时喷涂一层胶液,经后续的干燥在纸和纸板表面形成一层胶膜,从而达到改变纸或纸板表面性能的目的。从造纸工业的发展来看,造纸表面施胶是不可 或缺的过程之一,通过表面施胶可加人改善纸页性能或增加纸或纸板抗水性的表面添加剂。原先,由于技术水平及纸种要求的限制,表面施胶剂只能用在特殊纸种上,例如:钞票纸、证券纸、海图纸等。随着造纸工业技术水平的提高,纸张的表面施胶已经成为一种常规的纸 张处理工序,尤其是近年来因印刷、复印、传真的普及对文化纸、包装纸和瓦楞纸的表面性能、强度及抗水性提出了更高的要求,因此造纸工业在不断的探求新的表面施胶技术。 1现行的表面施胶有如下优势 1)提高纸和纸板的印刷性能; 2)可通过选用不同的表面施胶剂种类,提高纸张的表面强度或抗水性; 3)提高纸和纸板的物理强度; 4)表面施胶可减少纸张的两面差; 5)不受抄纸水质和水温的影响,施胶效果比较稳定; 6)胶料留着效果好,施胶成本低; 7)和内施胶同时使用,可弥补内施胶的一些缺陷。 2表面施胶剂的分类及其作用 根据表面施胶剂的功能,我们分成抗水类和增强类。提高抗水性的表面施胶剂可选用烷 羧甲基纤维素(C M C)、 基烯酮二聚体(A K D)、 苯乙烯马来酸酐共聚物等;增强类的可选用淀粉、 聚乙烯(P V A)醇等。下面介绍目前纸厂常用的表面施胶剂类型及基特点。 2.1淀粉及其改性物 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。玉米淀粉使用比较广泛,薯类淀粉使用效果较好。天然原淀粉粘度高,流动性差,容易凝聚,用水稀释 后容易沉淀,在粘结性、成膜性方面还存在很大的局限性,所以在施胶系统中使用的是改性 淀粉。使用淀粉改性物作为表面施胶剂最大的优点就是原料丰富,价格便宜,非常适合中国 的国情,另外表面增强效果明显,可改善印刷效果。但淀粉是高分子水溶性物质,结构中含 有亲水基,在成膜后难以抵挡液体的渗透。这就需要用变性淀粉和其它的表面施胶剂配合使 用来达到纸张的要求。表面施胶中最常用的是氧化淀粉。 2.2聚丙烯酰胺(P A M) P A M作为表面施胶剂,应和乙二醛混合,两者在于燥过程中可形成交联网络。由于纸页中存在三价铝离子和钙离子等,P A M分子中的部分-C O N H:基团又水解成-C O O H,这些金属多价离子会与P A M中的-C O O H产生离子交联键,从而使纸而产生抗水性。P A M价格高,质量好,适合和价格便宜的淀粉配合使用。 2.3聚乙烯醇(P V A) 聚乙烯醇按聚合度和水解度不同,分为许多牌号。一般用作表面施胶的P V A聚合度为l000—2000,醇解度为98%-99%。我国生产的P V A,用于表面施胶的主要是1798,即聚度为l700,醇解度为98%。经P V A表面施胶的纸张,干燥后纤维有很好的黏合力,表面强

造纸辅料用途-大全

硫酸铝: 有关硫酸铝通常大家知道,硫酸铝首先有调节PH值的作用,要保障表胶液呈酸性,阳离子表面施胶剂才会起作用;其次,硫酸铝还有中和纸张表面阴离子垃圾的作用。 今天,做了一个小实验,发现了硫酸铝的第三个作用,就是可以提高淀粉表胶的抗水性实验很简单, 1、用淀粉液不加硫酸铝,直接涂布到瓦楞纸上; 2、用淀粉液加硫酸铝后,涂布到同样的瓦楞纸上;烘干,并稳定2小时后,检测COBB60: 1)没有施胶的瓦楞纸,吸水值180; 2)只用淀粉施胶的瓦楞纸,吸水值150; 3)用淀粉和硫酸铝施胶的瓦楞纸,吸水值110; 另外,用目测和手感,加过硫酸铝的表胶纸,挺度和光泽度较好,说明铝离子阳电荷与淀粉链的阴电荷彼此间有结合的作用,铝离子搭桥使淀粉链成网状结构,提高了淀粉膜的抗水作用。在运行条件没有改变的前提下,纸页莫名地增加断头,添加硫酸铝或排放和更换白水池白水,是解决问题的首选方法。 原理有二: 1、是减少或减低白水中的阴离子杂质含量,降低上网浆水的粘度,提高浆料上网滤水速度,从而提高纸页过伏辊,过压榨棍和过缸的干度,增加纸页的湿强度,从减少纸页断头。 2、是三价铝离子的与纤维产生正电荷吸附,并与水中阴离子结合,以及搭桥结合细小纤维,使纸页在成型过程中提高纤维之间的空隙率,提高纸页的滤水速度,增加提高白水的清洁度,从而减少纸机运行的流程清理故障 在没有确定情况下,先把纸带过去了再来找原因,我做的理由是: (1)、硫酸铝带正电荷,纤维带负电荷,增加细小纤维及填料的留着,加快网部脱水,提高干度。 (2)、硫酸铝,有清理阴离子垃圾的作用。 (3)、硫酸铝对压榨粘辊有明显的改善作用。 (4)、抄造新闻纸,硫酸铝可以起到抑制树脂的作用。 表胶加少了环压低硫酸铝加少了吸水性不行就看你们流送加不加干强剂明矾了还有烘干部的刮刀需要经常抽~纸毛要经常清理~最重要的是单挂上面的贴干网正面的导棍上不能有胶粘物不行就停下来铲干净再看改造加个刮刀上面去要不然加个气管开着吹我现在的厂车速650一个班看情况不行就花个10分钟吹下,我能保持12个小时不断头; 1、硫酸铝配合表胶使用是的加入点?以及二者的加入量? 2、AKD也可用来做表胶,从成本的角度考虑,能不能烦请高手给做个比较? 3、膜转移施胶和浸泡式施胶的区别优劣? 1)硫酸铝的主要作用是中和阴离子垃圾,因此,其加入点要放在回流液的后面,或者是上胶泵的前面。硫酸铝加量多少,主要取决于回流液的阴离子垃圾的数量,可以用仪器检测。高施胶度纸,用硫酸铝也可加强淀粉膜的密度。 2)AKD可以用来做表胶,但不能做高施胶度纸张,主要是“打滑”问题。 3)膜转移施胶的优势,是可以节约后段烘缸的蒸汽消耗;同时,膜转移施胶可以适应高速纸机的速度要求;膜转移施胶适合涂布白板纸以及箱板纸,不适合瓦楞纸。 瓦楞纸,只有两种施胶,第一是浆内施胶,第二是浸泡式施胶,而且浸泡式施胶用苯乙烯丙烯酸类表胶,可以达到任意施胶度,是高施胶度纸张的最佳选择。 浸泡式施胶最适合制造瓦楞纸、其次是箱板纸,用于涂布白板纸会增加蒸汽成本。 淀粉如果不加硫酸铝,排列疏松,不抗水,但韧性好。但硫酸铝加太多,淀粉排列太紧密,虽更抗水,但会导致淀粉薄膜发脆。通常按照120克重纸计算,吨纸硫酸铝溶液加量2-3公斤较好。当然,在浆内加硫酸铝,会减少表胶淀粉的硫酸铝,因此,阳离子需求量不高于300为宜。浆内加硫酸铝稍多些,不至于纸张发脆。强阳离子表胶对硫酸铝的依赖小。阴离子表胶对硫酸铝依赖最大。 两种表胶一种适合浸泡式施胶,另一种适合膜转移施胶。浸泡式的,4600/500米车速,我们最低可用到1公斤(冬天),1.3(公斤); 膜转移的表胶,不同纸机条件有差异,加量不同,大致在1.8公斤到2.5公斤范围。一般硫酸铝是为了表胶施胶时调节淀粉PH值时添加的,有些表胶是阳性的需要在酸性条件下使用,简单来说就是为酸性施胶提供施胶条件 硫酸铝是造纸中不可替代的助剂之一: 1)本质上,主要利用其三价铝的阳离子性,同时价廉物美; 2)中和阴离子垃圾; 3)调节PH值,保障阳离子助剂发挥最大的作用; 4)为淀粉和纤维架桥,使淀粉的留住率提高,并提高其与纤维的结合力;其副作用是,存在游离酸,会与纤

表面施胶

在经过浆内施胶或未经浆内施胶的纸或纸板表面上,涂布均整的薄层胶料,取得憎液性能。 表面施胶能改进纸张的物理强度、耐擦性能、耐久性能、手感性以及纸面平滑度,还能克服纸面起毛、掉粉等缺陷。 用于表面施胶的施胶剂主要有动物胶、淀粉、聚乙烯醇、甲基纤维素和羧甲基纤维素、石蜡胶等。 常用的表面施胶方法有槽法施胶、辊法施胶、压光施胶、烘缸施胶等。 1.平滑度和粗糙度的关系。平滑度和粗糙度都是通过空气通过纸张和密封面之间的空隙来 测量的,但这两者有什么区别?我们厂生产的涂布纸与进口纸相比,平滑度差不多,甚至较低,但粗糙度小,有什么方法在不降低平滑度的情况下提高粗糙度? 2.纸张一般都是浆内和表面共同施胶,在测施胶度有可勃值,渗透施胶,划线法,接触角。 这几种方法有什么区别,如何真实的反映纸张的纤维表面能与空隙率?有什么方法能分别测出表面施胶和浆内施胶的大小?在中性施胶中,分别用AKD与ASA施胶的纸张性能有什么差别? 3.填料的种类对纸张的伸缩率有什么影响吗? 1.关于第一个问题,过去没有考虑过。不过我想在纤维品种和蒸解度(硬度)相同的情况 下,纸张的粗糙度和平滑度应该是有一定关系的,即平滑度越高,粗糙度越小,但是同种纸张如果采用了不同的纤维原料或者同种纤维原料,蒸解度不同,则它们的粗糙度和平滑度的关系不一定是同一根曲线。我想您厂生产的涂布纸与进口纸有区别,原因可能在此。我不知道您为什么要提高纸张的粗糙度?如果您确实需要在现有平滑度的基础上来提高(或降低)粗糙度,您不妨试试改变原料和改变蒸解度的办法,看是否有效。 2.这四种方法是采用不同方式用以表示纸张抗水的能力。其中渗透施胶法和划线法,操 作快而简便,由于是用目测,准确度稍微差一些,但在车间化验室采用这种方法,便于及时发现问题,及时修改工艺条件,可以使损失降至最低。用接触角法,准确度高,并能真实地反映纸张的纤维表面能,但需要较复杂的仪器。用可勃值法也能真实地反映纸张的抗水能力,操作虽然比渗透施胶法和划线法麻烦一些,时间要长一些,但总的说来,操作还算比较容易,所需时间也不算太长,因而在国内外,目前大多采用这种方法来测定施胶度。 3.您可以将准备施胶的浆料分成一式两份,先进行内施胶,抄成纸片,测定其中一张纸 片的施胶度,将另一张纸片,再进行表面施胶,再测定其施胶度,这样您就可以知道表面施胶所起的效果。 4. ①AKD与纤维素和水的反应相对较慢,熟化时间较长,产品下机后需放置数日才 能达到其应有的施胶度,生产上不易控制所需的施胶度,而ASA与纤维素和水的反应速度极快,无须熟化时间,施胶度较易控制。②用AKD可以制得重施胶的纸,产品可以达到憎热水、抗油脂和乳酸的要求,而ASA不可能制得重施胶的纸,也不抗油脂和乳酸,只能达到一般纸的防水性能。③当产品的水分过高、或贮存温度过高、或碳酸钙中含有游离Ca(OH)2,残余的AKD会产生水解作用,造成施胶逆转,纸张中残余的ASA在遇到产品水分过高、或贮存温度过高时,也会产生水解作用,水解物呈褐色油状

施胶剂及施胶化学

一、概述 造纸是一项古老的技术,可追溯到公元105年,但无法确切知道何时对纸进行防水处理。大约17世纪中叶,就有防止墨水的浸渍纸和内施胶的书写纸。动物胶是当时主要的施胶剂,铝矾一般用作施胶的硬化剂。早期的纸用淀粉处理只是为了使其表面光泽。1807年开始应用铝矾-松香施胶,到20世纪50年代,相继出现了各种类型的松香胶,以及AKD和ASA等合成施胶剂。 造纸纤维由于含有大量的羟基,与水能形成氢键,所以有很强的亲水倾向。当纸页被水浸泡饱和后便会失去其大部分强度,这点对卫生纸、瓦楞芯纸很合适的,但对大多数纸则是不需要的,如办公用纸、食物盒、化妆品盒、食品杂货袋纸。造纸施胶则是为了提高纸页对水和液体的抗渗透力的一种过程。 1.施胶的方法 造纸施胶一般有两种方法:一种是表面施胶,即纸幅在成形、干燥后,施胶剂可通过施胶压榨、涂布机或压光机而施于纸张表面。另一种方法是浆内施胶,将施胶剂加到造纸浆料中,在纸页成形过程中达到与纸幅的结合。两种过程的结果都能降低纸对水的湿润性能,表面施胶还可降低纸幅的孔隙。下面我们主要集中在浆内施胶的讨论上。 2.施胶常用术语 施胶是指能减慢或者阻碍液体穿透纸的能力。阻力性能不同于屏障性能。屏障性能是指绝对的防止液体透过纸页。浆内施胶能赋予纸张阻力性能,而涂布、浸渍或层压则能赋予纸张屏障性能,下面是一些施胶术语及解释。 吸水纸:无吸水阻力的(如毛巾纸、卫生纸、瓦楞芯纸)。 轻施胶纸:有中等程度的阻力(如胶印纸、书印纸)。 重施胶纸:对水有很高的抗渗透力(如纸杯、牛奶盒纸)。 假施胶:短时间内有抗水渗透力,随后便消失(如在7d后就失去25%的施胶度)。 自施胶:在刚成纸后没有水渗透抗力,随后对水的渗透抗力逐渐增强。 3.施胶度的测量方法 造纸试验有两个目的,一是满足用户的要求,二是控制纸机的生产,后者经常与施胶压力、纸机运行等有关。造纸所用的施胶试验有很多种,但试验方法可分为两大类型,一类试验是纸样在给定的时间内能吸收水量的测量;另一类试验是测定水穿过一个纸样的特定距离所需时间。还有如钢笔墨水以及接触角试验等未列入这两类试验中。 由于纸的抗水阻力有不同的作用机理,不同的施胶试验只强调一种机理,所以采用施胶试验和渗透试验的选择是一个复杂的问题。 施胶实险中,一般是选择一个最能适应纸品应用需求的方法,再分析各因素对试验结果的影响,例如HST施胶试验是一种最常用的例行试验方法,然而HST的试验结果会受白度、色泽、不透明度、定量和填料含量的影响。试验纸的定量一般控制在50g/m2。到250g/m2。范围内,轻施胶纸由于液体渗透时间非常短,往往得出的结果不太准确。 4.施胶剂的分类 旋胶剂的种类很多,按原料可分为松香系施胶剂和合成系施胶剂两大类,按使用条件分可分为酸性施胶剂和中性、碱性施胶剂。 1)松香系施胶剂 松香系施胶剂可根据使用条件分为酸性施胶剂和碱性施胶剂。 酸性施胶剂有皂化松香胶、强化松香胶、阴离子分散松香胶、阳离子分散松香胶和低泡分散松香胶。 中性松香施胶剂有阴离子中性分散松香胶和阳离子中性分散松香胶。 2)合成施胶剂(适合于中性施胶) 如AKD、ASA等。

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