化工助剂课复习材料

1、按照制浆造纸流程，说出主要的制浆造纸助剂可充分利用书的目录例：一般情况下，下列化学品中不是制浆造纸化学品的是？第一页，共一百页。纸浆纸机涂布应用制浆造纸化学品纸浆生产(包括二次纤维回收)功能助留助滤增强水处理制浆、漂白涂布施胶脱墨NaOHNa2SAQPSNa2SO3乳液型脱墨剂皂类脱墨剂其它胶体硅膨润土聚合物淀粉其它聚合物絮凝剂PAC、ATC、其它 松香胶AKDASA表面施胶剂其它阳离子淀粉PAM醛类树脂PAAE其它胶乳润滑剂抗水剂流动性改良剂分散剂其它产品表面施胶剂表面增强剂氯酸钠二氧化氯过氧化氢过醋酸硅酸钠鳌合剂其它第二页，共一百页。制浆造纸化学品的分类基本化学品(烧碱、亚硫酸钠、硫化钠等

2、)： Commodity Chemicals专用化学品(施胶剂、助留剂、助滤剂等)：Specialty Chemicals，Performance Chemicals 第三页，共一百页。结课作业：浏览上述公司的网站后，阐述一项自己感兴趣的产品或技术(包括产品名称、用途、基本性能、使用方法)。（例：作为附加题）国际知名的造纸化学品生产企业及其技术第四页，共一百页。思考题和作业题思考题1：AQ作为蒸煮助剂，其作用机理中AQ、AHQ对碳水化合物、木素的主要相互作用关系是什么？思考题2：AQ、PS、亚硫酸钠、羟胺、硼氢化钠、连二硫酸钠等作为蒸煮助剂的机理中共同之处是什么？第五页，共一百页。熟记常用漂白

3、剂的名称与代号(Q、C、H、D、E、P、O、Z、Y、F、X）,对应C、H、D、E、P、O、Z等每种漂白剂，列举一个代表性的漂白助剂并简单说明其作用机理思考题第六页，共一百页。脱墨剂(教材上没有)Fatty acid based collectorCollectorAdvantage & Disadvantage Dosing PointFatty acid liquid, unsaponifiedPossibly insufficient saponification(Fatty acid and wax spot)PulperFatty acid powder/bead unsaponifi

4、edBag package, Easy in dosingPossibly insufficient saponification(Fatty acid and wax spot)PulperSoap powder/beadFaster dissolving speedLess clumps Pulper or flotator for dissolved soap solutionSoap pelletStorage in soap siloNeed dissolving tank and storage tank for dissolved soap solution.Pellet lum

5、ps and dusting problem Pulper or flotator for dissolved soap solutionFatty acid soap solutionTemperature control important to avoid solidification Pulper or flotator第七页，共一百页。Synthetic collectorsEthoxylated nonylphenolsC9H19-C6H4O-(CH2CH2-O)nHEthylene oxide/propylene oxide copolymer(CH2-CH2-O)m- (CH2

6、CH2-CH2-O)nHEthoxylated fatty alcoholR-O-(CH2-CH2-O)nHEthoxylated fatty acidR-COO-(CH2-CH2-O)nH第八页，共一百页。Deinking Efficiency EvaluationBrightnessPulp yield/Reject contentDirt countInk particles 40m, detectable by eyesInk particles 106)聚电解质, 如聚丙烯酰胺共聚聚合物以链环和链尾进行吸附；可以远远延伸到电气二重层之外；分子量越高, 吸附量越多，吸附层越厚絮凝体的强

7、度取决于键连的数目；絮凝体韧硬，抗剪切；剪切分散后不能恢复原状，但可以近似于补丁原理的方式重新聚集 第五十四页，共一百页。凝结剂(Coagulants)聚乙烯亚胺, 聚二甲基二烯丙基氯化胺, 聚胺, 聚酰胺多胺环氧氯丙烷, 低分子量聚酰胺大多带电量高，分子量小(105106 Da)，含支链凝结体松软, 剪切易分散,撤销剪切后恢复凝结第五十五页，共一百页。絮凝剂(flocculants)：阳离子聚丙烯酰胺阳离子淀粉第五十六页，共一百页。软絮凝体(soft floc)与硬絮凝体(hard floc)软絮凝体：由使用无机盐类或低分子量聚电解质而产生, 抗剪切能力低, 剪切消除重新凝聚后具有与剪切前同

8、等的留着效果。硬絮凝体：絮凝体强度高, 较高的剪切状态下仍能保持良好的留着效果, 但如受过高的剪切而被再分散/再絮凝后, 留着率明显变低。主要由使用高分子量聚电解质和二元聚合物系统而形成。第五十七页，共一百页。宏絮凝/野絮凝：块状的纤维聚集体, 造成局部的定量差异，影响匀度微絮凝：与纸张光学性能和纸张多孔性密切相关宏絮凝与微絮凝(Macro & Micro Flocculation)第五十八页，共一百页。提高留着率的重要性提高原料利用率减少白水回收系统的负荷避免细小组分的积累(提高滤水率，提高生产率)减少堵塞纸网、压榨毛毯的现象减少功能性助剂(如施胶剂、干湿强剂等)的用量减少工程污染现象(有机

9、、无机、微生物)减小纸张的两面性第五十九页，共一百页。造纸常用的助留体系单阳离子聚合物体系双组分聚合物体系阴离子微粒(纳米粒)体系淀粉+二氧化硅阳离子聚丙烯酰胺+膨润土阳离子淀粉+氢氧化铝有机微聚物助留体系阳离子微粒助留体系三阶段Compozil系统-微粒絮凝系统的衍生体系网络体系Integra助留体系第六十页，共一百页。共同之处: 一般地，助留剂大多具有助滤效果，因为助留剂使用后使纸料物质整体的比表面积变小。目的不同有些分子量高带电量低的助留剂能使纤维形成极大的絮凝体，且絮凝体本身保水性强, 到压榨脱水部反而影响脱水助滤剂一般分子量较小，并非所有的助滤剂均具有明显的助留效果具有表面活性并降低

10、纤维和填料的表面张力的物质是助滤剂，但一般不是助留剂纤维素酶、半纤维素酶有助滤作用，但没有助留效果助留剂与助滤剂的相同点和差别点第六十一页，共一百页。Treatment of detrimental substances第六十二页，共一百页。树脂障碍物/胶粘物引起的问题污染物在真空箱、吸水辊、干燥辊、压光辊等处积累，降低生产效率堵塞纸网、压榨毛布并缩短其使用寿命，同时降低生产效率和产品质量增加破纸的频率和数量增加清洗次数，影响机器正常运转率 清洗装备时使用环境有害物质的量增加增加能耗限制再生纤维的使用量纸张上生成尘埃、斑点等，降低纸品质量增加助留剂、施胶剂、纸力增强剂等的使用量第六十三页，共一

11、百页。树脂障碍物/胶粘物控制方法分类方法机理物理方法筛选、除渣、浮选、热分散、溶气气浮等利用筛选器、除渣器、浮选器等各种设备除去污染物质，有些结合部分化学助剂的作用生化学方法酶分解 利用酶(如脂肪酶)分解污染物真菌脱树脂利用真菌分解树脂杀菌剂利用杀菌剂抑制腐浆生成化学方法沸煮清洗 利用洗涤剂或乳化剂进行清洗利用溶剂溶解污染物利用鳌合剂等使之与硬度成分形成水溶性配合物分散利用湿润、乳化、溶解、稳定等作用将树脂分散消粘利用吸附性在树脂粒子表面形成不粘性吸附层钝化在特定表面(如纸网)形成水溶性保护皮膜固着剂将树脂粒子固定于纤维上随纸张排出抄纸系统第六十四页，共一百页。无机电解质硫酸铝、聚合氯化铝有机

12、合成电解质聚胺(PA)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(Pdadmac)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚乙烯胺(PVam)等高阳离子度淀粉目前使用的化学固着剂第六十五页，共一百页。聚胺及其合成第六十六页，共一百页。聚二甲基二烯丙基氯化铵及其合成第六十七页，共一百页。聚乙烯亚胺及其合成第六十八页，共一百页。聚乙烯胺第六十九页，共一百页。聚酰胺多胺环氧氯丙烷第七十页，共一百页。因微生物繁殖而伴生吸附于水下固体表面的粘稠胶状薄层物质同时含有生物和非生物物质腐浆(slime)的定义第七十一页，共一百页。处理前长时间处理后(PW-6670)杀菌剂C处理长时间处理后杀菌剂A 处理杀菌剂B处理(PW-6700)交替使用杀

13、菌剂时微生物群变化模式图第七十二页，共一百页。STAINLESS STEEL BEAKER TEST CONDITIONSCALCIUM MAGNESIUMSODIUM HYDROXIDEPOTASSIUM HYDROXIDESODIUM CARBONATETEMPERATURE DURATION2 HOURS95 DEG C10557 ppm AS CARBONATE ION0.08 M2.0 M10 ppm AS MAGNESIUM ION50 ppm AS CALCIUM IONY:TRAINUSAPULPT24oA Subsidiary of Great Lakes Chemical

14、Corporation第七十三页，共一百页。STAINLESS STEEL BEAKER TEST%INHIBITION2 Hours, 95 CMATMACPAA1PAA2PAA3PH1100908070605040302010010 ppm20 ppm30 ppmDOSE LEVELMAT MALEIC ACID TERPOLYMERMAC MALEIC ACID COPOLYMERPAA1 POLYACRYLATE MOL. WT. 1010PAA2 POLYACRYLATE MOL. WT. 3050PAA3 POLYACRYLATE MOL. WT. 5600PH1 PHOSPHON

15、ATEY:TRAINUSAPULPT25A Subsidiary of Great Lakes Chemical Corporation第七十四页，共一百页。Y:TRAINUSAPULPT46BARIUM SULPHATE TUBE BLOCKING TEST CONDITIONSTEMPERATURETIMEFLOW RATECOILDIMENSIONSWATER CHEMISTRY70C150 min0.45 m/sSTAINLESS STEEL1.1 mm ID x 1m LENGTHAS THRESHOLD TEST, BUT NO Sr2+ OR HCO3- TUBE PRESCAL

16、ED (NO ADDITIVE) TO 1 psi- ADDITIVE INTRODUCED AT PRESCRIBED DOSE- CHANGE IN P WITH TIME IS MONITOREDA Subsidiary of Great Lakes Chemical Corporation第七十五页，共一百页。Y:TRAINUSAPULPT471.15P.M.A.C UNITTEST COILCHARTRECORDERTPBARIUM SULPHATE TUBE BLOCKING TESTSOLN 2SOLN 1P.S.I.SOLN 1PLUS ADDITIVEPRE HEAT COI

17、LSA Subsidiary of Great Lakes Chemical Corporation第七十六页，共一百页。Y:TRAINUSAPULPT56050100150012345678BARIUM SULPHATE TUBE BLOCKING TESTCOMPARISION OF INHIBITORSTIME (MINUTES)DELTA PRESSURE (psi)8 ppm PA10004 ppm PA20004 ppm PA30004 ppm PA40004 ppm BELCLENE 400A Subsidiary of Great Lakes Chemical Corporat

18、ion第七十七页，共一百页。造纸用荧光增白剂Fluorescent Whitening Agent (FWA)Fluorescent Brightening Agent (FBA)Fluorescent Bleaching Agent (FBA)Optical Whitening Agent (OWA)Optical Brightening Agent (OBA)Optical Bleaching Agent (OBA)双三嗪氨基二苯乙烯类第七十八页，共一百页。碱性染料(Basic dyes)Chemical structure of methyl violet(甲基紫), a commonl

19、y used tinting dye (显白剂)第七十九页，共一百页。增白原理第八十页，共一百页。增白原理第八十一页，共一百页。染料显白剂对光学性能的影响第八十二页，共一百页。染料显白剂对CIE whiteness的影响PastelsTintsCIE whiteness = Y+800(xn-x)+1700(yn-y)CIE whiteness的值大于5Y280之后，纸张明显成为色纸，再讲它的白度已经失去了意义第八十三页，共一百页。染料显白剂对brightness, lightness的影响第八十四页，共一百页。增白剂和显白剂的比较比较项目增白剂显白剂使用量(ppm)几百几千几十几机理吸收紫外

20、线发射蓝色可见光吸收黄色光Whiteness影响升高升高Brightness影响升高降低Lightness影响略微降低降低Tint影响较小明显增大a* 略有增大明显增大b*略有减小明显减小E增加幅度相对较小增加幅度相对较大重要项目Whiteness, brightnessWhiteness, L*a*b*第八十五页，共一百页。减少纤维的絮凝、改进纸料的成型，从而得到外观和性能均匀的纸张纤维分散剂功能第八十六页，共一百页。部分水解聚丙烯酰胺对带负电荷的纤维素纤维有分散效果，分子量为300万左右时能提高浆液粘度，有利于浆液中纤维的悬浮, 是长纤维的一种高效分散剂聚氧化乙烯具有很高的粘性、水溶性和润

21、滑性, 对长短纤维均有良好的分散作用, 一般分子量需大于300万树胶(刺梧桐胶、槐树豆胶)海藻酸钠其他：甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等纤维分散剂种类第八十七页，共一百页。加入分散剂则可使固体颗粒表面形成双分子层结构，外层分散剂极性端与水有较强亲合力，增加了固体粒子被水湿润的程度，固体粒子之间因静电斥力而相互远离，从而达到良好的分散效果；使用的聚合物分散剂的分子链，在浆水悬浮液中伸展开和粘度增加，都会有利于纤维的分散。因为伸展的聚合物分子链可阻止纤维表面相互接近，使过度絮凝不能发生，粘度的增加也限制了纤维在悬浮液中的运动。纤维分散剂作用原理第八十八页，共一百页。气体的存在形式和温度压力

22、的关系气体存在的形式有大气泡(自由气体)，吸附于纸料小气泡(束缚气体), 以及溶解在水中的溶解气体。溶解气体的量随体系压力的增大或温度的降低而增大第八十九页，共一百页。消泡剂在造纸工业中的应用在制浆生产中：主要有烃类消泡剂和有机硅消泡剂在抄纸过程中：醇类、醇系环氧化物的加成物、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸金属盐等。使用较多的是将高级醇等乳化成O/w型水基消泡剂和聚乙二醇系油基或非油基消泡剂在涂布纸生产过程中：脂肪酸酯、脂肪酸酯与聚醚的混合物、硬酯酸酰胺和脂肪酸在矿物油中的分散体等第九十页，共一百页。压榨毛毯清洗与保洁技术的分类机械法喷淋器真空吸水箱化学法停机清洗法半连续法连续法第九十一页，共一百页

23、。压榨毛毯化学清洗与保洁技术的分类化学法清洗 cleaning保洁 conditioning停机清洗法 down batch, shutdown,爬行速度清洗crawl speed间断性投药intermittent连续性投药continuous半连续法semi-continuous运行中的间歇法batch-on-fly连续法continuous第九十二页，共一百页。清洗/保洁剂的组成酸 碱物质 - 酸(硫酸, 磷酸,氨基磺酸等) : 溶解无机污染物效果好- 碱(NaOH, KOH, 有机胺等) : 去除有机污染物效果好表面活性剂/乳化剂 - 润湿、渗透- 降低表面张力，提高吸水箱吸水效率- 碎

24、化附聚体使其通过毯孔钝化剂/稳定剂/空间障碍剂- 非离子/阳离子表面活性剂，阳离子电解质- 在污染物表面形成亲水薄膜，消除其粘性阴离子分散剂 /电性稳定剂- 分散污染物，防止再凝结，- 适用胶体状pitch和填料 鳌合剂- 与Al、Si、Ca、Mg等硬度成分结合形成水溶性络合物溶剂 - 软化pitch, stickies, wax等, 提高表面活性剂的效果水 第九十三页，共一百页。纸厂情况纸产量：20万吨/年销售价: 800$/吨蒸汽单价：25$/吨毛毯消耗数：40张/年毛毯单价：37, 500$/张清洗/保洁剂消耗总值：120,000$/年收益出压榨部湿纸干度提高0.25%, 蒸汽耗量减少1

25、%，节约50, 000$/年每年少用2张毛毯，节约75, 000$/年车速加快，因断头而停机的次数变少，产量增加1%，增值1,600,000$/年经济效益分析第九十四页，共一百页。涂料成分与助剂成分/比例主要目的代表性化学品例颜料/(100份)白度/不透明度/光泽度/平滑度/油墨受理性瓷土/碳酸钙/缎白/氢氧化铝/钛白粉等粘结料/(10-30份)粘结颜料/使涂料具有流动性胶乳，淀粉/干酪素/聚乙烯醇等助剂/(-5份)分散剂 颜料分散 聚丙烯酸/聚丙烯酸钠耐水剂/印刷适性改良剂（交联剂）涂布层抗水性/ 提高油墨接受性、消除油墨粘脏现象 密胺树脂/聚胺聚脲树脂 润滑剂 (软化剂) 平滑性/纸粉防止 硬脂酸钙、硬脂酸锌 流动性改良剂增稠剂 提高涂布操作性 CMC、碱溶胀性聚丙烯酸 杀菌剂 (防霉剂) 抑制微生物生长 有机氯化合物 消泡剂 消泡 硅酮化合物 荧光增白剂 调节纸张亮度等光学性能 四磺酸、六磺酸型第九十五页，共一百页。剪切速率对分散剂用量的影响不能完全以最低低剪切粘度对应的分散剂用量确定生产中的用量。能以最少的用量获得最低粘度的为性能最佳的分散剂。第九十六页，共一百页。用语说明 (WRRM)保水剂(Water Retention Aid)流动性改良剂 (Rheology Modifier )增稠剂(Thickener, Viscosifier)粘度调节剂(Visco