造纸化学.doc

1填料特征：一种颗粒很小的颜料，是纸料除纤维之外占比例最大组分。加入量可占纸料组分20%-40%。2加填目的：降低生产成本，且纸张许多性质需要加填达到，加填成为纸张生产过程中不可缺少的工艺。3填料类型： 矿物填料：白土（高岭土，滑石粉，硫酸钙，碱性）特殊填料：结构高岭土，合成硅酸盐，氢氧化铝，二氧化钛辅助填料：石膏，硫酸钡，硫酸锌 填料的作用：a填料在纤维网络中的分布对纸张强度的影响（松厚度，厚度）b加填对浆内施胶的影响（降低助留剂的施胶效果）c填料在纸张的Z向分布（两面差）d加填对纸张光学性质的影响（提高光学性能）e加填对纸张表面性质的影响（提高光滑度，印刷性能）f加填对纸机湿部运转性能的影响（纸机白水浓度提高，纸料滤水性下降）4加填对纸张性质的 有利 影响： 填料颗粒远小于纤维，纸张加入填料后，加填纸面中纤维间空隙，可提高纸面匀度和表面平滑度。加填是控制纸张光学性质的主要手段。填料白度和折射率一般较纤维高，且填料粒度小，比表面积大，加填可提高不透明度和白度。纤维易于吸水润涨，加填后可提高纸张尺寸稳定性，减少吸水度。调整纸张对油墨的吸收性，增加适印性等。5加填的 不利 影响：减少纤维间的结合，纸的强度下降。印刷时易掉毛掉粉，增加对纸机的腐蚀6影响染色的因素：浆种，打浆程度，填料，PH值，水的硬度，助剂，杀菌剂和消泡剂，接触时间，加入地点与顺序，脱水和留着，干燥温度，压光，损纸的影响，纸张水分，残氯。7色料：纸浆由于脱木素程度不同呈白，微黄，黄褐色。生产彩纸时，需用色料对纸浆染色；生产一般纸浆时，根据用户需求用色料对纸张调色，有时，可使色料达到光学增白效果。 色料组成：由染料，荧光增白剂，颜料组成8化学助剂分类：a过程助剂：用于提高纸机生产效率，提高经济效益，比如：助流剂，树脂障碍控制剂，消泡剂等。b功能助剂：满足用户特殊需求。比如：施胶机，干强剂，湿强剂，柔软剂，增白剂，染料等。9干扰物质的来源：a来自纸浆：木素衍生物，半纤维素，脂肪酸，胶黏剂，乳胶，淀粉等。 B来自阴离子助剂：淀粉，CMC，有机酸，染料等。 C来自填料分散剂：聚磷酸盐，聚丙烯酸盐，杀菌剂等 D来自清水：腐殖酸，表面活性剂等。10干扰物质对纸张抄造的影响：A影响纸机的运转：形成的附聚物降低纸机运转性能，增加断头次数。B影响助剂效能：对施胶机，干强剂，湿强剂，助流助滤剂，染料等的效果有影响。C影响纸张质量：降低纸页匀度，降低纸页不透明度和亮度，引起小孔和暗点，降低纸张强度。11，施胶：就是使纸张获得抗拒各种液体渗透的性能。主要是降低纸张表面自由能的工艺过程。12 Zeta电位的大小实际上反映了颗粒表面电荷的大小。13阳离子干扰物对抄纸的影响：a某高阴电性使纸浆的阳电荷需要量高B阳离子干扰物随着不断增加，与其他物质结合形成附聚物或配合物后水溶性中沉淀14增强剂：干增强剂，湿增强剂15影响纸的强度的因素：a单根纤维的强度b纤维间的结合强度和结合面积C纤维的排列和分布情况（纸张的成形匀度）16干强剂的作用机理：A纤维间的结合力是影响纸业强度的最重要因素，纤维间的结合力很多，主要是氢键结合力。B干强剂是纤维的高效分散剂，使纤维分布更均匀，改善纸页成形，提供更加均匀的纤维间的结合，使纤维间与高分子纤维结合力增加，从而提高干强度。C不是很重要，主要是干强剂能提高细小纤维留着和纸页滤水，从而改善湿纸页的固结。17淀粉类干强剂：阳离子淀粉，阴离子淀粉，两性淀粉及多元变性淀粉接枝共聚淀粉18湿强产生机理：a保护机理：保护已有的纤维间结合的机理B增强机理：产生新的，抗水的纤维间键合机理19湿强剂的特征：a高聚物b阳离子型c水溶性或水分散性、d能形成化学网状结构20常用湿增强剂：A脲醛树脂（UF）B三聚氰胺树脂（MF）C聚酰胺多按-环氧氯丙烷树脂（PAE）D聚乙烯亚胺（PEI）E双醛淀粉（DAE）21影响干强剂效果的因素：a干强剂的性质b纸料的填料c干强剂用量d添加位置 e，PH的影响22影响湿强剂的因素：树脂本身，纤维，化学环境和纸机条件23荧光增白剂的作用机理：一方面，吸附有荧光增白剂的物质将照射在物体上的可见光反射回来，并将不可见的紫外光转化为可见光反射回来，这样就增强了物体对光的反射率，由于反射出的可见光量增加，所以人们感到物体被增白。另一方面，荧光增白剂分子含有长的共轭双键体系，这些电子体系最常见的有乙烯基苯环，苯环，五元朵环等，他们可吸收300400nm波长的光，是荧光增白剂的基本结构也称为发色系统。24 AKD与ASA性能比较 AKD中性施胶剂 烷基烯酮二聚体 AKD：a与纤维，水反应慢，与水解物无反应。计量添加，操作方便，加入速率是关键b施胶效率：中高抗水性抗乳酸和碱c对成纸的影响：引起打滑D,PH值范围：中性到碱性（69）E对重施胶：无明显问题 ASA：a与纤维，水反应快，水解物反应，引起沉淀和去施胶剂，油状物需工厂乳化b 施胶效率：适度抗水性，不抗酸碱c对成纸影响：无打滑问题d PH值范围：510 E对重施胶：加量大引起沉淀25 AKD施胶影响因素：a PH69依靠碳酸钠或碳酸氢钠调节 b填料：细小纤维 c浆种：化学浆机械浆草浆 d造纸助剂：增强剂或者主留助滤剂（有利）表面活性剂类添加剂（不利）26 AKD存在的问题：a湿压榨粘辊 b施胶压榨前的欠施胶 c纸页打滑 d施胶酯化反应速度慢，熟化时间长，施胶作用在纸页干燥后尚未完成，高速纸机施胶唯一。27 ASA化学结构：黄色琥珀状液体或固体，产品不需要乳化 施胶 特点：a相对惰性，使用方便 b反应速率快，无需熟化，结构稳定 c与硫酸铝相溶性好，酸性系统调整容易 d分成工艺简单，成本低，基本无污染28 ASA施胶影响因素：a填料细小纤维 b PH510，范围比AKD广 c干燥温度 d反应活性高，逆转施胶少29纸料总留着率：进入卷纸机处的纸页所含物料量与送到纸机湿部的物料量的比率（对于白水循环和顺治被充分利用的纸机一般为95%以上，一般纸机应在9095%）30纸料单程留着率（首程留着率）：离开伏辊的湿纸所含物料量与离开流浆箱的物料量的比率。（一般为2090%）31施胶机满足的条件：a具有亲水（与纤维结合）和疏水基团（在纤维表面形成疏水层）b浆内施胶时，能被纤维表面吸附并留着（阳离子助流剂）c施胶剂例子均匀分布（调整胶料浓度，添加点和浆浓）d具有定向能力e与纤维有较强的结合力f对渗透物质的化学惰性g对造纸过程和纸张性能无不利影响32浆内施胶目的：改善纸张对液体渗透的抵抗力，纸加工过程中减少对液体的吸附。或赋予成品纸憎水性。常用浆内施胶剂：松香类，AKD,ASA33正向施胶和逆向施胶的影响：先加分散松香胶后加硫酸铝等定着剂的施胶顺序成为正向施胶。反之是逆向施胶。阳离子分散松香胶在使用时会产生泡沫，影响施胶效果，采用逆向施胶，可减少配浆过程中的细小泡沫，不影响纸张匀度，并减少纸上泡沫点。填料存在情况下，采用正向施胶时，填料会吸附部分施胶机而影响施胶效果，因此采用逆向施胶。硬度较大的水质中，采用逆向施胶。硬水中的钙镁离子更易与松香反应生成不溶于水的盐，所以先加硫酸铝可使松香优先和铝化合物反应。废纸中逆向施胶优于正向。逆向施胶可克服浆中杂质及其他阴离子干扰物的影响。高分子聚合物的影响。34，纸料组分：a介质水（约99%） b悬浮粒子组分，如纤维，细小纤维和填料c胶体组分，如施胶剂，微粒组分和干扰组分e表面活性剂，如清洁剂分散剂消泡剂和木材提取物f聚电解质：如主留助滤剂，干、湿强剂g电解质：如铝盐，其他各种盐类（含干扰组分）35,，纸料悬浮体的聚集方式：a凝聚：胶体悬浮液，在盐和低分子量，高电荷密度聚合电解质作用下的失稳，表示细小聚集体的历程，强烈的搅拌的强化失稳（电中合、电荷补丁）b絮聚：胶体悬浮液通过粒子与长链高聚物的结合而失稳，长链分子的聚合物电解度，吸附到纤维或细料固体粒子表面上产生聚集（桥联作用）36纤细与纤维的特征：a漂白硫酸盐浆纤维（绝大多数木质素，树脂已脱离）b磨木浆纤维（保留木质素，树脂）c树脂，木质素和纤维素带有羧基基团，木质素带有酚羟基集团d亚硫酸盐浆带有磺酸基团E在水中，所有集团电离而成为阴离子F离子取决于PH（PH37，纤维上的羧基，树脂和木素阴离子性更强；PH8以上，酚羟基也开始呈阴电性。）G纤维和细小纤维上的阴电荷量影响诸多方面：助剂的留着，脱水速率，成形，施胶，助留剂的助留效果。37，染料分类：a天然染料和合成染料b直接染料（含有磺酸基团的偶氮换何物）和碱性染料（含有胺基的盐类）以及酸性染料（含有磺酸基，羟基，羧基等可溶性基团）38胶体助留的机理：补丁，桥联，复合絮聚，网络絮聚39，胶体聚集的方式：电中合异凝聚电荷补丁桥联絮聚复合絮聚,40，干增强剂增强机理：氢键结合力的增加，也可以提高纤维间的结合力，干增强剂也是纤维的高效分散剂，使纸浆中的纤维分布更均匀，改善纸页的成形，提供更加均匀的纤维之间的结合，使纤维间及纤维与高分子间结合占增加，从而提高干强度41干增强剂的影响因素：干强剂的性质，纸料和填料，干强剂用量，添加位置，PH影响42湿增强剂增强机理：1.加强和保护已有的纤维间结合2.形成对水不敏感的结合键3.增强剂与纤维混合形成网络结构43湿增强剂的影响因素：浆种，打浆度，PH，加入量，细小纤维留着率（PAE）44胶体助留的机理：电中和（低分子量与高电荷密度物质加入，压缩双层，降低颗粒间排斥力，后由范德华力凝聚，提高粒子强度，降表面电荷与双电层厚度具有弹性，易于脱水成形）电荷补丁（阳离子强烈吸附在负电荷粒子上，使周围发生电荷反转，通过正电荷补丁与邻近位置负电荷静电而引起）桥联絮聚（聚合物被吸引到颗粒表面发生碰撞形成初步吸附，吸附聚合物的链圈，链尾穿过双电层伸入周围水中，产生粒子碰撞并吸附而引起纸料聚集）复合絮凝，网络絮聚45助留剂：明矾，CACL2(纤维絮凝制度成形均匀化，纸和纤维与填料絮凝纸的性能与纸机的运转性