精细化学品化学 第四章 造纸化学品.ppt

精细化学品化学 教材:精细化学品化学 主编：周立国 段洪东 刘伟 化学工业出版社 第四章第四章 造纸化学品造纸化学品 第一节 概 述 第四章第四章 造纸化学品造纸化学品 龟甲、兽骨 陶器 青铜器 简牍（竹木简） 天下之事无大小皆 决于上。上至以衡 石量书，日夜有呈 ，不中呈不得休息 。史记 笨重 学富五车 帛书 昂贵 西汉早期麻纸（甘肃放马滩出土） 西汉前期，人们从“积漂絮成絮片 ”中得到启示，发明了纸 2. 纸的发明 （质脆、书写不流畅） 公元105年，蔡 伦改进造纸术。他 用树皮、麻头、破 布和旧鱼网做造纸 原料，扩大了原料 来源，降低了造纸 的成本，同时又提 高了纸的产量和质 量。从此，纸逐步 取代竹木简和帛。 为纪念蔡伦的功绩 ，人们把这种纸叫 作“蔡侯纸”。 3. 蔡伦改进造纸术 地区材料缺点 古埃及植物纸草 古希腊羊皮 古巴比伦泥板 古印度白树皮、树叶 一些文明古国使用的书写材料 4、造纸术的传播与贡献 易发脆断裂、难保存 太贵 笨重 难保存 造纸术是我国的四大发明之一，由 我国传遍世界，促进了文化的交流和教 育的普及，深刻地影响了世界文明的发 展进程，是中华民族对世界科学文化的 一项重大贡献。 造纸术的贡献 纸是一种特殊的材料 纸是由纤维（包括植物纤维和非植物纤维） 和非纤维添加物交织 而成的多孔性网状 结构薄型材料。 据研究，一张普通 的A4打印纸，大致 由2500万根左右的 植物纤维构成。 制 浆 打 浆 抄 纸 涂 布 纸 纸的形成 制 浆 由植物纤维原料分离出纤维 而得纸浆的过程。主要可分 为机械法、化学法和化学机 械法，分别制得机械纸浆、 化学纸浆和化学机械纸浆。 打 浆 是利用机械作用 处理悬浮于水中 的纸浆纤维，使 其具有适应在造 纸机上生产所要 求的特性，并使 所生产的纸张能 达到预期质量的 操作过程。 抄 纸 纤维悬浮液 涂 布 将糊状聚合物、熔融 态聚合物或聚合物熔液 涂布于纸、布、塑料薄 膜上制得复合材料(膜) 的方法。 “软钢板”。反映国力和文化发展水平。 是“朝阳工业”，而不是“夕阳工业”。 国际上认为是六大支柱产业之一。 造纸工业在国民经济中的地位 产量：（万吨） 1992年： 美国 加拿大 中国 日本 纸浆 5928 2284 1198 1120 纸及纸板 7472 1659 1725 2832 2004年 纸浆 5359 2641 1418 1072 纸及纸板 8340 2046 4950 3089 国内外造纸工业的现状 人均纸和纸板消耗量13.7kg 1998年纸及纸板 产量2144万吨，人均纸和纸板 消耗量26.2kg ;美国336.5kg ，日本237.1kg。 2004年纸和纸板人均消费量前名的国家统计 卢森堡 345.7 比利时 337.9 美国 312.0 芬摩纳哥 277.7 、污染严重：造纸工业废水是我国最大的工 业污染之一，每年造纸中段水的排放量30多亿 m3，相当于全国废水排放总量的1/6； 、用水量大：我国 造纸企业一般为200300 m3/t，用水少的为100150 m3/t。世界上最低纪 录：50 m3/t。 存在的问题： 造纸工业的发展趋势前景 1.潜力巨大； 2.能源、资源、环保； 3.用途增加； 4.特殊功能； 5.规模化，专用化。 造纸机是向大型化、高速化方向发 展：抄宽9.68m，车速1200m/min。 朝着车速更高、动力消耗更少，生 产纸张质量更好的夹网纸机发展。 为了节约和充分利用纤维原料，向 薄型化、轻量化方向发展，生产薄型 、低定量纸张。 助 剂 第二节 制浆化学品 制浆过程是将大块的植物原料分散 成纤维素分散胶体的过程。 1.机械法 2.化学法 3.其他方法 碱法 亚硫酸盐法 硫酸盐法 氯碱法 微生物制浆 有机溶剂法制浆 爆破法制浆 在制纸浆过程中，能辅助蒸煮剂提高 蒸煮效率的化学药品。 可加快脱木素速度，缩短蒸煮时间， 制浆速度快，耗能小，碱和漂白化学品用 量小，纤维得率高，减少废液负荷，环境 污染小。无臭。 1 蒸煮助剂 主要的无机蒸煮助剂 多硫化钠 亚硫酸钠 硼氢化钠 连二亚硫酸钠 主要的有机蒸煮助剂 蒽醌及其衍生物 硝基蒽醌 2 漂白助剂 通过各种浆料方法生产出来的浆料，由 于浆料中存在木素和其他有色物质，故都 呈褐色至淡黄色不等。蒸煮或磨碎后没有 经过漂白的浆料称为本色浆，若生产色泽 洁白的纸或色纸，必须漂白。漂白过程中 ，尽量除去色素的同时，还应尽量减少漂 白时对纤维素和半纤维素的损伤，以生产 出质量好、白度稳定的浆料。 莎草纸 3 废纸脱墨剂 再生纸是以废纸做原料，将其打碎、 去色制浆经过多种工序加工生产出来 的纸张。其原料的80%来源于回收的 废纸，因而被誉为低能耗、轻污染的 环保型用纸。城市废纸多种多样，以 不同类别的废纸为原料再制成不同的 再生复印纸、再生包装纸等。 1 表面张力 2 界面膜的性质 3 表面张力的修复作用 4 表面电荷 5 泡内气体的扩散 1 降低局部表面张力 2 破坏界面膜的弹性 使其失去自动修复作用 3 降低膜黏度 4 固体颗粒 总之：液膜的强度最重要。 4 消泡剂 5 废液治理剂 絮凝剂 生物处理剂 助 剂 第三节 抄纸化学品 添料是指纸浆中加入非纤维性的物 质； 在纸浆中加入添料，改变纸张的性 质，更好的满足使用的需要，这一生产 过程称为加添。 目的： 1 提高纸的质量和功能； 2 提高效率、减少流失、降低成本。 植物纤维纸中，纤维本身和纤维之间存在 许多毛细孔，有相当大的吸水性。在它们 上面书写，墨水会很快扩散开来，使字迹 模糊不清 ，即“洇水”现象。在纸浆中加入 某种助剂，它能在纤维表面形成疏水层， 从而降低水渗透进毛细管的速度，这个过 程称为施胶，所加的助剂称为施胶剂。 1 施 胶 剂 施胶方法： 纸内施胶或内部施胶 纸面施胶或表面施胶 1）纸内施胶：在纸浆中加入施胶剂，再抄成 具有增液性能的纸和纸板施胶的主要方 法。 2）纸面施胶：在纸的表面浸入施胶剂，以取 得增液性能。 3）双重施胶：纸料内和纸面上均进行施胶。 造纸上常用的施胶剂大约有四大类： 1 植物胶料：松香，淀粉。 2 动物胶料：包括骨胶、皮胶、干酪素。 3 矿物胶料：指的是水玻璃、石蜡等。 4 合成胶料：如甲醛树脂、聚乙烯醇等。 2 增 强 剂 在纸浆中加用适当的添加剂，来提高 纸张的（物理质量）强度，改进纸张 的耐磨性、挺度和掉毛、掉粉现象， 提高纸张的施胶度。 增强方法： 桨内添加增强剂 抄纸时添加表面增强剂 增强效果： 增干强剂 增湿强剂 3 助流剂、助滤剂 助留剂：用来提高纸料中的细小纤维和填 料的留着率；主要用阳离子型高分子聚合 物：聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺。用量少， 效率高，经济效益好。 助滤剂：使细小纤维和填料与纤维絮凝， 一方面提高细料的留着率，而同时加快了 滤水速率。 助 剂 第四节 涂布加工化学品 将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合 物熔液涂布于