湿部主要化学品特性和应用

1、会计学1湿部主要化学品特性和应用湿部主要化学品特性和应用2212234765填料施胶剂增强剂保留助剂电量中和剂染色剂其它345 填料种类高岭土滑石粉GCCPCC二氧化钛铜网磨耗值(mg)4531242028反射指数1.561.621.54 1.591.561.662. 55 2.76白度 (%)798580 89859595 9797 99磨耗值越大，对设备磨损越大磨耗值越大，对设备磨损越大折射率越高，越有利用提高不透明度折射率越高，越有利用提高不透明度在酸性施胶中不能使用碳酸钙在酸性施胶中不能使用碳酸钙6GCC重钙PCC轻钙网部留着 好 差影响施胶 轻 重影响强度 轻 重磨耗值 重 轻形成气

2、泡 轻 重成纸厚度 低 高不透明度 低 高松厚度要求高的纸（如静电纸）使用轻钙可提高厚度，具有优势7 u 进行施胶的目的: 给纸页赋于抗水性(纸是亲水性物质) 施胶 (Sizing)不同接不同接触触角下通角下通过过毛毛细细管的液体渗透管的液体渗透现现象象8 施胶剂的排列憎水基团憎水基团的表面排列的表面排列 956789皂化松香胶阴离子分散松香胶阳离子分散松香胶 AKD ASA酸性施胶剂近中性施胶剂碱性施胶剂纸机纸机 pH施胶剂施胶剂pH范围范围10项目酸性施胶中性施胶有效pH3.5 6.07.0 10.0施胶剂松香系AKD, ASA反应性需要矾土与纤维直接反应熟化时间快AKD：慢ASA：快填料

3、滑石粉碳酸钙适用工厂卡纸(四厂)二, 三厂酸性施胶与中性施胶的比较u 表面施胶 : 在施胶部赋于纸页抗水性11(酸性施胶三要素)u松香u矾土 u浆料酸性施胶(松香施胶剂)12阴离子分散松香粒径阴离子分散松香粒径0.5 90-95% 游离松香游离松香熔点熔点75使用使用PH值值4.7-5.2Al Al Al Al Al Al + + + + + + Al Al Al + + + 阳离子松香粒径阳离子松香粒径0.5 95% 游离松香游离松香熔点熔点75使用使用PH值值5.0-6.5+ + + + + + 分散松香胶粒径虽大，初期并不象皂化松香一样很好地被分散在纤维上，但他们的低熔点分散松香胶粒径虽

4、大，初期并不象皂化松香一样很好地被分散在纤维上，但他们的低熔点能够使很好地融解并且均匀地流平于纤维表面产生良好的施胶效果。阴离子分散松香胶需能够使很好地融解并且均匀地流平于纤维表面产生良好的施胶效果。阴离子分散松香胶需要铝离子来保留和定着于纤维上。要铝离子来保留和定着于纤维上。 阳离子分散松香胶特有的阳离子性，并且可以无需铝离阳离子分散松香胶特有的阳离子性，并且可以无需铝离子而被保留，但仍需少量的铝离子做定着之用。子而被保留，但仍需少量的铝离子做定着之用。松香施胶剂1314影响松香施胶因素PH值 5.06.5（目前普遍使用阳离子松香胶）硫酸铝用量 施胶顺序 先加硫酸铝后加松香留着加填量 超过5

5、%灰分，施胶度随加填量增加下降浆料种类 未漂浆比漂白浆容易施胶；草浆比木浆容易施胶；硫酸 盐木浆比亚硫酸盐浆容易施胶浆料温度 高于30后，施胶逐步下降：松香皂化、铝盐 水解成Al(OH)3 水的硬度 超过200mg/kg，施胶度严重下降干燥温度 8090下干燥，施胶度最高 15ASAAKD商品形态商品形态油状物油状物乳液乳液水解与纤维反应水解与纤维反应速度速度快快 中等中等水解物水解物 引起沉淀，损失施胶引起沉淀，损失施胶 对施胶基本无害对施胶基本无害 适用适用pH值值 596.59熟化速率熟化速率 无需熟化，施胶压榨前施胶度无需熟化，施胶压榨前施胶度可达可达90以上以上 需要熟化，下机后需要

6、较长需要熟化，下机后需要较长时间才可获得完全的施胶时间才可获得完全的施胶 施胶效率施胶效率适度抗水性，无抗酸、碱性适度抗水性，无抗酸、碱性 中、高抗水性，抗乳酸和碱中、高抗水性，抗乳酸和碱 对成纸影响对成纸影响 纸张不会打滑纸张不会打滑 纸张可能打滑纸张可能打滑 使用方法使用方法 现场乳化，工艺要求较高现场乳化，工艺要求较高 计量添加，操作方便计量添加，操作方便 施胶成本施胶成本 较低较低较高较高其它其它 需乳化剂需乳化剂/助留剂，酸助留剂，酸/中性施中性施胶系统转换容易，可以兼容胶系统转换容易，可以兼容 需助留剂，酸需助留剂，酸/中性施胶系中性施胶系统转换困难统转换困难 16优点- 用于抄造

7、耐久性强的纸页- 可降低动力消耗 (打浆时内部易于帚化)- 可降低成纸时的干燥能耗- 可将碳酸钙用作填加剂使用- 可重复利用白水- 可减少抄造系统的腐蚀缺点- 发生较多的腐浆- 有可能发生施胶度下降的现象- 难以达到重施胶- 成纸的磨擦阻力较小，易打滑中性施胶的优缺点u 中性施胶中性施胶 : : 抄纸系统内的抄纸系统内的 pHpH呈中性或碱性呈中性或碱性17181920 对施胶不利的添加物 消泡剂 界面活性剂 树脂分散剂, 湿润剂 填料 - 特別是高表面积 油, 油乳化液, 及润滑油 柔软剂 毛毯清洗剂及其他的清洗剂 氧化剂 当浓度超过 3-4 ppm（自制浆中残氯,双氧水残余）2122高效高

8、效 混合均匀混合均匀靠近或混合阳离子淀粉靠近或混合阳离子淀粉/保留助剂保留助剂 湿段停留时间要尽量短湿段停留时间要尽量短避免剪切避免剪切添加点远离填料和添加点远离填料和OBA 降低系统阴离子杂质降低系统阴离子杂质调节调节PH值值纸页温度大于纸页温度大于100度度避免或少用对避免或少用对AKD不利的化学品不利的化学品 如氧化剂，消泡剂如氧化剂，消泡剂提高单程留着率提高单程留着率23渗透施胶度检测法吸收重量检测法表面检测法Hercules (HST)StckigtCobb接触角测定法Pen Test主要施胶度检测法u 渗透法施胶度(Stckigt)试验 - 在韩国和日本得到广泛使用 - 单位 :

9、秒. - 应用于双胶纸及涂布原纸u 卡伯值(Cobb)试验 - 在一定时间内被纸页吸收的水的重量 - 单位 : g/m2 - 应用于涂布纸和板纸 2425262728 u 最常用干强剂u天然高分子化合物u 不溶于凉水，需要进行加热糊化u 冷却时发生老化或者结糊u 原淀粉 加热时粘性变高，不易控制 加热后冷却及储存过程中发生老化现象 若降低温度，迅速形成 Gel（凝胶体） 因形成Ge(凝胶)l而在水中分离，使淀粉沉淀 淀粉糊移动中，根据Shearing(剪切)情况粘度减少 做粘合剂用的情况下，过高的浓度会出现老化现象，失去流动性u变性淀粉 - 粘度低，结糊（老化）倾向少增强剂淀粉 (Starch

10、)29 u 淀粉原料:玉米、土豆、木薯u 湿部用阳离子或两性淀粉 - 以提高强度和留着，辅助施胶为目的u 表面胶用淀粉 - 氧化淀粉 - 改性淀粉 - 酶改性淀粉淀粉在造纸行业中的应用30淀粉淀粉 类型类型 直径直径 颗粒形状颗粒形状 胶化温度胶化温度StarchTypeDiameter (m) ShapeGelatinisation (C)玉米玉米Corn谷谷Cereal5 - 26 (15)多边形多边形Polygonal62 - 72 (71)蜡玉米蜡玉米Waxy谷谷Cereal5 - 26 (15)多边形多边形Polygonal63 - 72 (69)木薯木薯Tapioca 根根Root

11、5 - 25 (20)截头圆形截头圆形/圆形圆形Truncated/Round 62 - 73 (67)土豆土豆Potato 根根Root15 - 100 (33)卵形卵形Oval59 - 68 (60)小麦小麦 Wheat 谷谷Cereal2 - 10 e 20 - 35圆形圆形Round58 - 64大米大米Rice 谷谷Cereal3 - 8 (5)角状角状Angular68 - 78 (75)高直链高直链High Amylose谷谷Cereal3 - 24 (12)圆形圆形,伸长伸长Round, Elongated 63 - 92*西谷米西谷米Sago 茎茎Pith15-65卵形卵形/

12、截头圆形截头圆形Oval/Truncated-31光学显微镜Lightmicroscope电子显微镜SEM玉米玉米 :多边形多边形 100 m土豆土豆:卵形卵形100 m小麦小麦圆形圆形100 m5 - 26 m80 m2 - 10 & 20 - 35 m80 m15 - 100 m80 m木薯木薯: 圆形或截头圆形圆形或截头圆形100 m80 m5 - 25 m32直链直链Amylose支链支链Amylopectin淀粉淀粉Starch=+CH2OHCH2CH2OH1,6-linkage1,4-linkage-1,4 linkage and -1,6 linkage -1,4 lin

13、ked long chains -1,6 branch points (1/1000) 分子量分子量 = 105 - 106 -1,4 linked short chains -1,6 branch points (1/25) 分子量分子量 = 107 - 1093334 (蛇管糊化器蛇管糊化器)(淀粉糊化的过程淀粉糊化的过程)u 淀粉的糊化淀粉的糊化 - 淀粉以不溶性的白色粉末形态入库淀粉以不溶性的白色粉末形态入库 - 用于造纸时，将其分散到水中，然后进行糊化，待制成胶质分散的淀粉用于造纸时，将其分散到水中，然后进行糊化，待制成胶质分散的淀粉 液后使用液后使用 淀粉的糊化3550509595

14、95955050Time/TempTime/TempViscosity Viscosity ( (粘度粘度) )BUBU完全膨润完全膨润部分膨润部分膨润粒子粒子老化阶段老化阶段分散状态分散状态3637383940湿部留着-典型的浆料组分长纤维长=3,500 m长纤维宽=36 m短纤维长=1,200 m短纤维宽=22 mGCC1 - 5 mPCC0.2 - 1.0 m松香胶1 m高岭土0.3 - 2.0 m树脂/胶粘物1 m钛白粉0.25 m保留助剂凝结剂41组分组分颗粒大小颗粒大小 m比表面积比表面积m2/g纤维纤维宽宽: 10-45长长: 1000-40001-10细小纤维细小纤维1-75

15、(250)8-40高岭土高岭土宽宽: 0.2-4.0长长: 0.05-2.08-12GCC0.5-5.06-10PCC0.2-2.06-10TiO20.1-1.010-20胶体物胶体物0.004-0.005600 - 75042湿部留着-细小组分重要性例：例：* * 重量占重量占60%(wt%) 60%(wt%) 的长纤维的比表面积为的长纤维的比表面积为3m3m2 2/g /g * * 重量占重量占20%(wt%)20%(wt%)的细小纤维比表面积为的细小纤维比表面积为10m10m2 2/g /g * * 重量占重量占20%(wt%)20%(wt%)的填料比表面积为的填料比表面积为 10m10

16、m2 2/g /g v 即表示：即表示：长纤维占长纤维占31%31%的表面积的表面积细小组分占细小组分占69%69%的表面积的表面积v 细小组分对湿部的影响远大于长纤维，因此细小组分对湿部的影响远大于长纤维，因此必须提高细小组分的留着，减少细小组分在必须提高细小组分的留着，减少细小组分在系统中的累积系统中的累积43u 留着(Retention)的定义 -是指流浆箱内的纸料调成物，因机械性过滤作用和絮聚原理而留在纸页，成为产品的程度 - 长纤维因机械性过滤作用自动得到留着，但细小纤维只能靠絮聚或者粘附在长纤维上才有可能得到留着 u 总留着率(Overall retention) - 是指加入到系

17、统中的原料转化为产品的比率 - 举例：如果每小时加入10吨原料，抄出9.5吨纸，那么这台抄纸机的总留着率为95%。而其余的5%在经过工程时或者转化为垃圾，或者随工艺排水外排 保留助剂留着率(Retention)44 u 单程留着率 (One Pass Retention : OPR) - 是指由流浆箱喷出的调成浆料在到达伏辊时残留下来的比率. - 这就是一般在造纸工程上常用的留着的定义 (A B) / A *100 = 首程留着率(%) , A=流浆箱内浆浓， B=白水浓度 u 灰份单程留着率(One Pass Ash Retention : OPAR) - 是指含在纸内的灰份的留着率.留着率

18、 留着的定义45 u 单程留着率(OPR)的重要性 1. 在抄纸工程中如果首程留着率低，就意味着细小成份在系统内累积 2. 如果细小成份在系统内累积，会导致阻碍脱水性，降低各种填加剂的效率，以及加大成纸两面性差等的副作用 3. 在首程留着率低的情况下，会增加压力筛和除砂器的尾渣排放量，因此总留着率也会随之降低 4. 如果不改善首程留着率，而仅增加白水循环量，则抄纸机内的温度、各种离子浓度及电导率等会迅速上升，会导致影响生产效率及发生难以按要求的质量指标持续性地生产产品的问题单程留着率的重要性46 u 必须提高首程留着率(OPR)的理由： 1. 为原料的有效使用 - 各种填加的药品没有被留着，而

19、是增大再循环的次数，则会污染白水系统，并降低药品的效果。 - 举一个例子：如果AKD施胶剂在白水体系内的再循环次数增加，则会因为AKD的遇水分解，造成系统内污染，施胶效果会大大降低。 2. 因排出造纸机外，会导致原料的流失 - 除砂器和压力筛从设计上必须时时排渣，在首程留着率低的情况下。因此，首程留着率低时，物资的损失也会相应增加。必须提高首程留着率的理由47 3. 会增加白水系统的运行费用 - 组成白水系统的白水回收装置，是需要相当高的运行费用的设备。因此，要想减少费用，必须提高首程留着率 4. 减少纸页两面差 - 填加剂的留着率越高，填加剂在纸页厚度上的分布才会越均匀。因此，如果留着率低，

20、两面差就会非常严重 5. 是为了提高网上脱水性 - 与长纤维相比，细小纤维的保水值 （WRV(water retention value)）更高，表面积更大，因此，在网上会大大阻碍脱水 6. 在生产高浓填加剂纸页时，为了提高白度及阻止过滤器的堵塞而使用。必须提高首程留着率的理由48 u 机械性留着 : 一般来讲，长纤维靠机械过滤作用得到留着u 化学性留着 : 细小成份是靠化学性絮聚或者附着在长纤维上得到留着 u 复合性留着(机械 + 化学性复合留着) 留着率 留着的机理机械性留着机械性留着化学性留着化学性留着粒子大小粒子大小150 目网子目网子细小成份细小成份(fines)长纤维长纤维PCC留

21、着机理留着机理 (%)501007525049u 何谓细小粒子、细小有机聚合物助留系统概要? u Hydrocol(microparticle) System （海德里克系统） - 阳离子聚合物(P182) + 皂土 - 目前较普遍所采用的助留系统u 超细聚合物系统 : 阳离子聚合物+ M-8(超细有机微粒) u Telioform 系统 - 在原海德里克系统中，用超小有机微粒加细小聚合物一起使用 -阳离子聚合物(P182) + 皂土 + M-8(超细有机微粒) 细小粒子、细小有机聚合物助留系统概要50u 细小微粒、细小有机聚合物留着系统原理 - 首先用阳离子型高分子物质将浆料进行絮聚，然后用

22、强剪切力进行破坏 - 再用加入带有强阴离子性的细小粒子或者有机超细微粒，促使浆料瞬间再絮聚 - 在这个系统中，絮聚力是由粒子的大小形成的，因此即使在剪切力作用下，絮聚被破坏，它有仍然能迅速恢复的优点(参看图示) u细小微粒、细小有机聚合物留着系统的种类 1. Composil 系统(EKA) : 阳离子淀粉或高分子物质 + 硅胶 2. Hydrocol 系统(Ciba) : 阳离子高分子聚合物(P-182) + 皂土 3. 超细有机微粒系统(汽巴) : 阳离子高分子化合物(P-47) + 阴离子超细有机微粒(M-8) 细小微粒、细小有机聚合物留着系统原理51 细小微粒、细小有机聚合物留着系统原

23、理及优点 阳离子阳离子型型 高分子高分子有机物有机物 (P-63)粒子粒子 (纤维纤维,微细物微细物, 填填料料)高分高分子吸子吸附附靠架桥靠架桥作用絮作用絮聚聚高分高分子的子的重排重排列列最终絮聚最终絮聚体的体的重排列重排列(微微细物细物)絮聚体被絮聚体被剪切力破剪切力破坏坏- 皂土皂土- 硅胶硅胶- 超细有机微粒超细有机微粒(M-8)u细小微粒、细小有机聚合物留着系统的优点 1. 提高留着率 2. 改善匀度 3. 提高脱水性 52 u 皂土何物 (ONZ)? - 它是无机矿物质 - 由于呈片状，因此需要能够使其分离的膨胀时间 -+ 皂土 (Bentonit) - -+ 需要使其进行分离的膨

24、胀时间 53 u 什么是微小超细有机微粒? - 是一种有机的细小聚合物(皂土是无机的细小粒子) - 聚合物的规格非常小(150nm)，使其比表面积非常大 - 超细微料的电荷 : 带有比皂土高约10倍的强阴电荷微小超细有机微粒(Polyflex, M-8) 超细有机微料(M8) 皂土 (ONZ) 54 M-8 (polyflex) 的吸附u 超细有机微料(polyflex)的吸附阶段 - 因比表面积大，能够吸附周围阳离子物质的能力比皂土强得多. - 在比M-8更早加入的阳离子型高分子聚合物 P-63将纤维、细小纤维及填加剂进行絮聚的状态下，阴离子型的 M-8用架桥结合进行再絮聚超细有机微粒超细有

25、机微粒 (M-8)阳离子高分子聚合物阳离子高分子聚合物 (percol-63)浆料纤维或细小成浆料纤维或细小成份份55 1. 由PAM (阳离子高分子物)的作用，纤维、细小成份及填加剂絮聚在一起，形成微小絮块 2. 冲浆泵或压力筛破坏微小絮块 3. 与表面积较大的 M-8和皂土(阴离子高分子)接触 ，使其再形成微小絮块纤维纤维, 微小成微小成份份,填填料料+形成巨大凝聚体形成巨大凝聚体通过冲浆泵或通过冲浆泵或压力筛压力筛 的高的高剪切力，使巨剪切力，使巨大的凝聚体被大的凝聚体被破坏破坏加入加入P 63 M 8 或者或者皂皂土土+微小絮聚体微小絮聚体再次絮聚再次絮聚-M-8 及皂土对超细微粒（m

26、icrofloc）形成的作用在上浆泵入口在上浆泵入口投入投入56添加量与过絮凝作用紙張性质保留 药药品添加量品添加量 改善率改善率5758影响留着因素高分子聚合物的制备和添加纸机操作检测配 料保留助剂湿部化学颗粒大小电荷需求淀粉施胶剂分散剂水硬度电导率阴离子垃圾控制填料PAC消泡剂pH成型器种类真空度设定系统密闭性网子种类流浆箱操作 (浓度, 浆速.)唇板开度温度磨浆程度纸机车速克重脱水原件加入点电荷密度分子量方案设计 (单元/双元系统/微粒控制方案 (制备浓度/稀释浓度/用水质量/水温配料/添加剂控制浆料种类细小纤维含量浆料组分品质稳定性pH阴离子垃圾添加剂漂白浓度测试方法取样多少取样点浓度

27、配制的水质/压力稀释水添加量原液输送添加点过滤器 添加系统设置影响留着的因素596061L* = 0L* = 100+a*-a*-b*+b*6263 染色剂u 染料（颜料） - 赋予纸张颜色的物质 (品兰, 品紫, 红色颜料) - 适用在浆料及表面施胶、涂布中u 荧光染料荧光增白剂（OBA） - 将紫外线转化为可见光以提高纸张白度的物质可与含氢键的 - 淀粉, CMC , PVA 中使用分类：二磺酸 ： 含二个磺酸基，湿部平衡影响小，主要用于湿部四磺酸 ： 含四个磺酸基，主要用于表面施胶或涂布，也可用于湿部，但对系统平衡影响大。六磺酸 ： 含六个磺酸基，主要用于表面施胶或涂布，用于生产高白度纸张，纤维亲合力低，一般不用于湿部。 64 染色剂-荧光增白剂65Thank you!Thank you!6667优点- 用于抄造耐久性强的纸页- 可降低动力消耗 (打浆时内部易于帚化)- 可降低成纸时的干燥能耗- 可将碳酸钙用作填加剂使用- 可重复利用白水- 可减少抄造系统的腐蚀缺点- 发生较多的腐浆- 有可能发生施胶度下降的现象- 难以达到重施胶- 成纸的磨擦阻力较小，易打滑中性施胶的优缺点u 中性施胶中性施胶 : : 抄纸系统内的抄纸系统内的 pHpH呈中性或碱性呈中性或碱性686