造纸化学助剂的使用原则

1、科普园地 作者简介 :徐腾 , 男 , 工程师 , 主要从事特种纸的技术工作 。造纸化学助剂的使用原则徐 腾(江苏新大纸业有限公司 , 新沂 , 221400摘 要 :关键词 :造纸 ; 化学助剂 ; 功能中图分类号 :TS 727 文献标识码 :A 2006 04200642031 前 言展 , 而造纸化学助剂的开发和应用又进一步促进了 制浆造纸技术的不断变革 , 特别是我国在今后相当 一段时期内 , 非木材纤维原料仍将是主要造纸原料 之一 , 以后也不可能完全使用草类原料 , 解决草浆生 产的纸张质量问题 , 开发和使用造纸化学助剂是重 要的途径之一 , 另外 , 在废纸再生工程和用化机浆

2、配 抄优质纸的生产过程中 , 更需加入各种化学品以提 高质量 , 因此 , 如何使用好造纸化学助剂 , 使其达到 事半功倍的效果 , 便是我们所要探求的问题 。 2 造纸化学助剂分类和主要功能在制浆和抄造过程中 , 需加入许多种化学助剂 ,除了常用的基本化工原料 (如烧碱 、 亚硫酸钠 、 硫化 钠 、 氯 、 硫酸铝等 外 , 还需要加入一些专用化学助 剂 (如助留剂 、 助滤剂 、 增强剂 、 脱墨剂 、 消泡剂等 。 这些专用化学助剂一般都具有用量少 , 附加值大 , 专 项作用或辅助作用明显等特点 。 2. 1 分类造纸化学助剂种类繁多 , 按照制浆造纸生产过程划分可将其分为制浆化学助

3、剂 (蒸煮助剂 、 消泡 剂 、 防腐剂 、 脱墨剂等 , 抄纸化学助剂 (如施胶剂 、 助留助滤剂 、 干强剂 、 湿强剂等 和加工纸化学助剂 (涂布粘合剂 、 粘度调节剂 、 润滑剂等 2. 2 主要功能首先 , 造纸化学助剂是改善纸张的最终产品或生产的中间产品的某些性质 。例如 , 增强剂是为了 提高纸张的强度 , 施胶剂是为了改善纸张的抗水性 能 , 一些蒸煮助剂是为了加速木素脱除 , 降低纸浆硬 度和提高粘度等 , 另一方面 , 化学助剂的使用也是为 了改善生产操作条件和过程 , 例如使用消泡剂是为 了消除洗浆过程中的泡沫 , 加快洗净速度 , 助滤剂是 为了加快纸张成型中的滤水速度

4、 , 提高抄纸机速度 等 。3 选择和使用化学助剂的注意事项 3. 1 掌握化学助剂基本知识要用好化学助剂必须对化学助剂的基本概念基 本结构 、 性能 、 使用特性有基本了解 , 如了解所应用 柔软剂是属于氨基硅油类 、 羟基硅油类 、 脂肪酰胺46 造纸科学与技术 2006年 第 25卷 第 4期 类 、 咪唑啉类和脂肪酸石蜡类柔软剂中的哪一类 , 以 掌握其基本性能 , 防止盲目使用后达不到应有的效 果 。3. 2 了解化学助剂的各种性能如作为助留剂的物质有三大类 :无机助留剂 、 天 然有机聚合物 、 合成有机物 。无机物助留剂主要有 明矾 、 聚合氯化铝等 , 而作为助留剂时 A l

5、3+并不是 最有效的形式 , 是通过带正电荷的多核铝配合物发 挥作用 ; 天然有机聚合物主要有淀粉 、 动物胶等 , 它 们的性能有时不能满足作为助留剂的需要 , 必须进 行改性 ; 合成有机聚合物主要有聚丙烯酰胺 、 聚乙烯 亚胺等 。 对有高分子量 、 低电荷密度的絮凝剂 , 常常 在高剪切力 、 湍流状态下用于细小组分的留着 ; 低分 子量 、 高电荷密度的产品 (阳离子型 用于电荷中和 及在低剪切力下起留着作用 。 脱墨用表面活性剂有 阴离子型 、 阳离子型 、 两性离子型及非离子型 。 阴离 子表面活性剂在碱性中的溶解度大于在酸性中的溶 解度 , 阳离子表面活性剂则反之 ; 两性表面

6、活性剂兼 有阴 、 阳离子的特点 ;小 。高 ,低 ,用温度 , , 不能发挥助剂的作用 。 3. 3 测定化学助剂的耐酸碱性化学助剂的耐酸碱性差异极大 , 阴离子表面活 性剂一般耐碱不耐酸 , 其中酯型类耐碱性最好 , 而羧 酸类则耐碱性最差 ; 阳离子表面活性剂一般耐酸不 耐碱 ; 非离子表面活性剂能耐弱碱弱酸 , 而不能耐强 酸强碱 。 在制浆造纸过程中 , 必须根据工艺要求 , 先 测试所用化学助剂在使用时是否会出现混浊或沉 淀 。3. 4 掌握化学助剂的离子性化学助剂有阴离子 、 阳离子 , 非离子和两性离子 等四种 , 通常使用前三种 , 要注意的是 , 阴离子型助 剂不能和阳离子

7、型助剂同溶使用 , 否则会形成絮状 沉淀 , 在纸面形成疵点 , 但是非离子型助剂能与阳离 子型助剂或阴离子型助剂同浴使用 , 在实际生产中 , 用于直接染料固色的属于阳离子型化学助剂 , 就不 能和阴离子型化学助剂同时使用 , 因此能够掌握化 学助剂的离子性就可避免生产事故的发生 。 3. 5 化学助剂的用量造纸化学助剂的组分主要有两大范畴 , 即功能 性化学助剂和表面活性剂复配物的化学助剂 。 功能 性化学助剂是使用不同的化合物使加工时发挥功能 性作用 , 如固色剂 、 显色剂 、 消泡剂 、 柔软剂 、 氧漂稳 定剂等 , 它们在一定用量时才能达到预期的效果 。 表面活性剂如蒸煮催化剂

8、、 渗透剂 、 干强剂 、 湿强剂 、 分散剂等 , 它们的效果相当于表面活性剂的分散 、 乳 化 、 助溶 、 催化等作用 , 是其功能的综合效益或单一 效应的具体表现 , 表面活性剂在溶液中会形成胶团 、 出现胶团的浓度称为临界胶束浓度 (简称 C MC , 而 表面活性剂的功能必须在 C MC 浓度以上才能有效 果 , 由于大部分商品中含表面活性剂活性物的量只 有 15%-20%, 因此 , 使用化学品浓度至少要超过 0. 5g/L才开始产生胶团 , 大于此浓度时胶团量增 加 , 效果才显著 , 所以化学助剂用量不能随意减少 。 3. 6 化学助剂的使用目前 , 生产造纸化学助剂的厂家特

9、别的多 , 对于 , 溶解度不 一 , 因此 , , 然后再称量 , 但如果是 , 则不允许出现混浊和分层现象 , 因为这说 明了乳液已经破乳了 , 不能再使用 。固体化学助剂先用热水溶解彻底后再使用 , 液 体化学助剂必须先用温水稀释后再使用 , 粘度较高 的化学助剂必须在搅拌下缓慢地加水逐步稀释 , 溶 解稀释后的化学助剂加入点要根据工艺要求而定 , 一般都是直接加入配料池中与浆料均匀混合或加在 表面施胶中使用 。3. 7 环保意识由于制浆造纸本身就会排放大量的污染物 , 各 种化学品助剂的使用又会增加污水中的有害成份 , 因此 , 在选择和使用化学助剂时 , 首先要考虑到清洁 生产问题

10、, 如用少量 Cl O2的作氯化段的助剂 , 不仅 减少氯气的使用量而且降低废液和纸浆中有毒物质 和 AOX (可吸附的有机卤化物 的含量 。固色剂的 使用会大大增强染料的利用率 , 减少废水中的染料 含量 , 微纳米助留助滤剂的使用 , 使白水中的固形物 含量降低 , 无甲醛粘合剂的使用大大改善了游离甲 醛的环境污染等 , 可见 , 能够改善环保的助剂也会带 来成本的降低 , 从而增加经济效益 。4 结束语制浆造纸工艺技术经过长期的发展 , 人们已经 确定了主要的化学品原料 , 因此 , 要想进一步改进工 艺 , 提高产品质量必须从化学助剂 (下转第 54页 56Paper Science

11、&Technol ogy 2006Vol . 25No . 43. 5 CB 涂料的温度和表面张力关系由数据上可以看到 , 在较宽的温度范围内 , CB 涂料温度的变化对表面张力的影响并不明显 。 在不 同温度条件下 , 阴离子型 A 对于降低涂料表面张力 的效果都是最明显的 ; 其次是非离子型 C, 最差的是 阳离子型 B 。 如图 6。4 实验结论4. 1 在无碳复写纸 CB 涂料中加入表面活性剂 , 能 有效降低涂料的表面张力 , 改善涂料的润湿性能 , 提 高涂布纸的平整性 。4. 2 阴离子表面活性剂 A 和非离子表面活性剂 C 对 CB 涂料的粘度无明显影响 , 而阳离子则

12、随着用 量的增加而上升 。4. 3 CB 涂料的表面张力随着固含量的提高而降 低 , 其中以含阴离子型 A 的最为明显 。 4. 4 在一定温度范围内 , 涂料温度的对涂料润湿性 能的影响效果不明显 。总体来看 , 阴离子型表面活性剂 A 对降低涂料 表面张力 、 提高润湿性能的效果最好 , 非离子型 C 效果一般 , 阳离子型 B 效果较差 。因此阴离子型 A 比较适合在 CB 涂料中使用 。 并且它的添加量在 0. 3%以内可达到最佳润湿效果 。参 考 文 献1 钱逢麟 , 竺玉书 . 涂料助剂 -品种和性能手册 M.北京 :化学 工业出版社 . 2002, 42 周学良 , 朱领地 ,

13、张林栋 等 . 工业表面活性剂 J .精细化工助 剂 . 2002. 5(13 李天虎 , 杨军 , 金珠 . 表面活性剂在造纸工业中的应用进展 J .湖南造纸 . 2005. 24 张洪涛 , 李友明 , 胡健 .仪器 J .纸和造纸 . 2001. 5(上接第 51页 (2 新鲜竹子的亚硫酸盐法蒸煮制浆 ,26%, 蒸煮用药成本增加原色白度高 , 。 (3 6-7个月降到 1-2个 月大大降低场内堆拆成本和减少原料堆放场地 , 并 可节省大量流动资金 , 制浆总体成本下降 。(4 我国南方是竹类资源最丰富的地区有 300多种 , 竹材的纤维形态及含量与针叶木很近似 , 纤维 素含量高 ,

14、竹子生长速度快 , 纤维细长结实 , 可塑性 好 , 是制浆造纸的优质原料 。参 考 文 献. 亚硫酸镁盐苇浆的制造 M.北京 :轻工业出版社 , 1982.2 陈嘉翔 等 . 现代制浆漂白技术与原理 M.广州 :华南理工 大学出版社 , 2000. 10.3 邱玉桂 等 . 金属离子对硫酸盐竹浆氧漂的影响 J .造纸科 学与技术 , 2001(6 :30-344 吕卫军 等 . 毛竹制粘胶纤维浆粕的蒸煮技术研究 M.造纸 科学与技术 , 2005(1 :5-75 黄显南 , 詹怀宇 等 . 粉单竹化学机械浆 H 2O 2漂白的研究 J .造纸科学与技术 , 2006(1 :7-9(上接第 6

15、5页 上下功夫 , 这就要求我们不仅要非常了解化学助剂的性能 , 而且要以清洁生产 、 环境保护为前提 , 以高科技的化学助剂产品来推动制浆造纸技术的发展 , 从而保证产品的高质量和多功能 。参 考 文 献1 黄茂福 . 化学助剂分析与应用手册 M.北京 :中国纺织出版 社 , 20012 胡惠仁等 . 造纸化学品 M.北京 :化学工业出版社 , 2002Usi n g Pr i n c i ples of Chem i ca l Add iti ves for Paper mak i n gXu Teng(J iangsu Xinda Paper Co . L td . , Xinyi, 221400Abstra