AKD施胶剂.ppt

akd施胶剂,akd施胶剂,内酯结构,斥水基,akd施胶机理,akd施胶反应三个阶段,1、akd静电吸附到纤维上，阳离子淀粉起到了辅助作用。2、纸页被加热和干燥，akd融化扩展成膜覆盖在纸面上。3、akd分子受热开始重新排列，斥水向外赋予纸张抗水性能。熟化反应在复卷、仓储时继续进行。,akd与纤维的反应在纸页水分大部分未蒸岀前，不能明显进行。取决于系统ph值、碱度和温度。,第一阶段：保留及结合,akddimer被制成一稳定的乳化液akd乳液粒子因为电荷的作用而与纤维表面结合akd乳液的添加位置及与其他化学品的添加顺序影响很大保留方案可保留填料、细小纤维及akd如果akd无法被保留，则将会发生水解问题,第二阶段：分布,如果以颗粒方式被保留在纤维表面，则其覆盖面积将很有限如果akd在纤维表面覆盖的效果愈好，则纸张的上胶效果就愈好干燥的操作条件对akd上胶效果的影响很大在某些情況下，此akd的分布反应步骤会是影响最大的操作,第三阶段：反应,不是所有的akd均能夠与纤维反应未反应akd上胶剂只能达到反应完毕akd上胶剂效率的2030%此反应阶段对akd上胶效果的发展影响很大,影响akd两项重要因素,保留不良akd会吸附在填料及细小纤维上，但其不易有效保留在纸张上，当其进入白水后，则akd会因为ph值、温度及时间的条件而进行水解反应。当其有机会再次被保留时，其已丧失部分或全部的上胶功能。吸附akd的填料因保留助剂而絮凝吸附akd的填料絮凝后，导致大部分的上胶剂陷入絮凝的填料內部，其不能在干燥阶段扩展覆盖纤维及与纤维发生反应。pcc表面呈许多的微孔结构，akd会被吸入而影响上胶的强度。*需要强调的是：akd的上胶效果如何关键是取决于助留系统，对整个助留系统的优化往往比选择akd的品种更为重要。,增加akd上胶剂与纤维间的结合,使用更多的淀粉使用上胶促进剂控制合理的干燥温度及含水率改变纤维表面性质,在湿端沉积趋势,填料碳酸钙对akd施胶的影响,各类akd水解,各类akd水解,纸张水分对施胶的影响,优化施胶效果,高效果,保留好,避免/少用不利于施胶的化学品比如：氧化剂、消泡剂等,ph=8/tac=300ppmcaco3,避免剪切力,搅拌好,引入时与阳离子淀粉保留剂混合接近或混合,在湿端低接触时间减少水解,纸页温度100c,加入点远离填料/oba,湿端低阴离子性,荧光增白剂oba,磺酸基的存在，使oba为阴离子性，而纤维表面带负电，在同性电排斥作用下，很难亲和到纤维表面。水中ca2+、mg2+可以减低电斥反应。,1、表面施胶比湿端中使用oba成本低，分布好2、涂料中oba需要粘着剂提高效果，好的粘着剂有淀粉、酪蛋白、羧甲基纤维素cmc、聚乙烯醇pva3、低ph、al3+有损oba的增白效果,表面上胶淀粉对akd的影响,ph值维持7.09.0范围，太低会影响akd熟化，太高会破坏akd键结氨成分的来源-其为一有效碱，会渗透破坏akd与纤维间脂化结合。(ap)添加物会产生氨的物质、ph值调整剂、淀粉氧化剂等有效的akd含量-保持部分有效的akd成分来与表面上胶淀粉在机后反应以产生足夠的上胶度淀粉的回流-如果淀粉液的品质会对akd上胶效果造成影响，则回流的量愈多其影响就愈大。淀粉的蒸煮过度的转化则amylose的成分将会大幅度的增加，则此amylose成分与akd反应的机会将大大的增加，而将akd结构上斥水性碳氢链包覆入螺旋状的amylose分子中而其抗水性显著的降低。,ph值vs碱度,碱度是指样品向水中提供氢氧根离子的能力，或者说是水接受质子能力的量度。碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物、硼酸盐、矽酸盐和磷酸盐都具有向水中提供氢氧根离子的能力。碳酸钙是造纸湿部常用的碱性填料，对纸料的碱度具有重要影响。,控制水系统的碱度在松香硫酸铝上胶和在akd中性上胶中要比控制体系ph值更为重要。,ph对akd反应的影响,akd的上胶表现与ph值的关系很大，一般认为只有在中/碱性条件下，akd的内酯环才能打开与纤维素上的羟基反应。实验证明：当ph6.0时，akd几乎不能产生上胶作用，随着ph值增加，akd的上胶效率会逐渐提高，尤其是系统ph值在6.5-7.5间，纸张上胶度上升最快。但当系统ph值8.0时，上胶度的上升速度开始减慢。ph值影响akd上胶性能还有一种可能性，即ph值影响羧基的电离。由于羧基是akd和其他阳离子湿部助剂的主要留着点，在较低的ph值下，几乎所有的羧基都被质子化，纤维和细小纤维的表面电荷几乎为零，不利于akd在纤维表面留着。随ph值的增大，羧基逐渐电离、纤维表面所带的负电荷逐渐增多，留着在纤维表面的akd也越来越多。碳酸氢根离子（hco3）能提高akd的上胶效果，其存在两种可能性，一为（hco3）能增强akd在纤维表面的留着。另一种可能性是（hco3）能增强纤维的润胀，使纤维素羟基充分暴露，从而有利于akd与之反应。,如何改善akd的熟化速率,快速升温压榨部水分脱除愈多干燥温度愈高延长干燥时间高温烘缸的数量高温的初卷纸,温度对akd熟化的影响,干燥部的温度全幅初卷机位置的纸卷温度初卷机大纸卷及复卷机间的间隔时间自然熟化,干燥过程对akd施胶的影响,如下机水分一定，为得到最好的施胶度，可以用最少的烘缸以满足最后烘缸的温度尽可能高。如果烘缸不能关闭，可以减少前段烘缸通汽量以使后段纸页有达到最大的温度。降低漂白硫酸盐浆的水分（绝干，如可能）将减少吸收，不管是哪种级别的施胶剂。额外主要部分的蒸汽被后面部分节约的蒸汽所抵消。,典型的纸板机烘缸部温度,烘缸数,蒸汽用量对烘缸段后端纸板温度的影响,纸卷温度对边渗透的影响,克重及蒸汽用量对边渗透的影响,不同纸卷温度条件下akd自然熟化上胶强度,熔点温度和结晶温度,熔点温度,结晶温度,干燥温度对akd反应速率的影响withstarchandwithoutpromoterresin,akd上胶剂的上胶退化问题,纸张上胶强度随着时间的延长而呈现减弱的现象,添加物/性质说明,对上胶退化的影响,增加填料用量-增加比表面积-增加生石灰的浓度-增加分散剂浓度-添加点靠近上胶剂,增加(pccgccchalkclay)增加增加增加增加,增加上胶剂用量,减少,增加保留剂用量,减少(paedadmacdma/epi),添加物对akd上胶退化的影响,导致上胶退化的原因,新暴露出來的纤维表面高湿度及高温度的贮存环境接触其他极性的蒸汽己反应完成上胶剂的断裂uv光线照射氨蒸气高ph值未反应上胶剂劑的降解pcc沉淀型碳酸钙水分碱成分,如何避免或降低上胶退化问题,上胶剂及填料的添加点应分开使用上胶促进剂单一成分添加或分开添加pae=dicydadmacdma/epi提高上胶剂的用量使用含生石灰含量低的填料,使用低比面积的填料避免贮存纸张在不良的环境高温及高湿度条件不要曝露在uv光线下减少湿润剂的使用,影响akd熟化的因素,纸浆上浆的难易诸如磨木浆类不易上胶的纸浆，其下上胶剂间反应程度非常缓慢，因此其上胶熟化速度将无法如易上胶之未漂白牛皮浆般具有良好的熟化速度。制浆过程的纸浆ph值如果纸浆在制浆过程是在高ph值下反应，则纸浆纤维将吸收碱度进入纤维的內部结构中，使纤维具有良好的上胶度及熟化速率。纸浆贮存时ph值如果纸浆在高浓度贮浆时，其ph值高。磨浆的过程中是在高ph值的条件下操作，则纸浆纤维会因为吸收碱度而具有良好的上胶性及熟化速率。纸机系统中的ph值如果高，则熟化速率会较高。纸机系统中的碱度如果高，则熟化速率会较高。,影响akd熟化的因素,一次保留率会影响熟化速率，如果保留率不佳，则较多的上胶剂会分布在毯面(双网机会在中间层)而导致网面上胶度不佳，或则两面均呈不佳的情况。表面上胶测试，诸如；waterdrop/cobb/contactangel在网面上的测试结果均将不佳，但随着时间的延长，在毯面的akd会转移到网面而使网面的上胶度增加，此现象对低akd用量的系统会较明显。渗透式上胶测试，诸如：hst/inkfloat等法，上胶测试结果可能很好，因为上胶剂集中在某一纸层中会形成一很强的抗水层阻止液体的渗透，此情况尤其在低克重纸张中更为明显。但如果此类纸张其上胶熟化速率不是很理想，则因为上胶剂的转移会使上胶测试呈现不良的结果，此现象对低akd用量的系统会较明显。对多层纸板而言，单层的akd的量会影响纸层的上胶度，因为akd会由高akd保留的纸层移转到低保留的纸层中，最终的上胶度较原始的上胶度为低。,影响akd熟化的因素,使用低分子量的polydadmac会增加在纸机上akd的上胶度，因为在纸机上的熟化速率高，因此在往后的akd熟化速率就呈现较低的结果。一个较特殊的低分子量凝结剂dmaepi被发现会导致akd上胶的退化现象，其他的凝结剂则无此现象。如果纸张在干燥过程含较高的水分，则会使akd呈现部分水解现象，如果纸张的含水率低则纸张的上胶熟化将较佳，如果纸张含水率偏高，在急速的干燥过程中因为较高量的akd产生水解反应，因此其上胶熟化率较差，如果较低含水率的纸张且高akd含量的纸张在高速的干燥条件下，则结果将完全相反，可得较佳的机上上胶熟化效果。,影响akd熟化的因素,如果增加高表面积的填料会导致机上akd熟化速率变差，且会引起上胶的退化现象，在上胶的初期阶段因为akd覆盖在填料的表面可提供暂时的上胶效果，但随着时间的延长，因为此akd不能有效的与纤维反应，而会与水发生反应产生水解作用，当然此可通过增加akd的用量来达成必要的上胶度，但一般而言效率上将会较差，此情况在使用pcc碳酸钙的系统尤其严重。高温干燥可增加机上的akd熟化速率。如果机上具有淀粉的表面上胶处理设备将会使机上的akd上胶效果降低，因为淀粉上的亲水基会遮盖akd上的斥水基，但未反应的akd会转移到淀粉层上而使其具有上胶的效果，而使其具有机后的上胶熟化效果，此现象对高akd用量的系统而言较为明显。,影响akd熟化的因素,有一个较为特殊的例子：如果使用高直链状amylose含量的淀粉或高氧化率的淀粉，因为淀粉分子间其螺旋状的结构会包覆akd结构上的斥水基，而导致akd机后熟化速率降低或完全停止。干燥后的纸张经压光处理会破坏纸张的结构，产生许多未经上胶的纸张纤维，随着时间的延长akd会移转至此未上胶纤维上，此情况对高akd用的系统较为明显。低含水率纸张其机上上胶熟化率会较好，但相对其机后熟化较差。如果在卷取机的纸卷温度夠高，则会对akd熟化效果有帮助，如果压光机处具有加温设备会对上胶有助益，而如果压光机与卷取机间的开放空间距离较短，因为纸张能夠保有温度