造纸助剂-第一章.ppt

1、造纸助剂,山东轻工业学院制浆造纸重点学科 刘温霞,主要内容,第一章 绪论 第二章 造纸用水溶性聚合物 第三章 制浆化学品 第四章 施胶剂 第五章 助留剂和助滤剂 第六章 增强剂 第七章 加工纸用化学品 第八章 其他造纸助剂,第一章 绪论,1.1 概述 1.2 造纸助剂的现状及展望,1.1 概述,1.1.1 造纸工序简介 制浆：蒸煮 、洗涤 、筛选、漂白 废纸的脱墨制浆 抄纸：打浆、施胶、加填、染色、机前净 化、添加助剂、抄纸 纸的加工：加工纸,1.1.2 制浆造纸化学助剂分类,制浆造纸化学助剂 ：在制浆造纸过程中，为提高纸浆或纸张的某些特性、降低物料消耗和改善操作条件等，向主物料中加入的少量化

2、学物质的总称。 造纸化学品：与制浆造纸生产过程有关所有化学品。除包括造纸助剂外，还包括大宗通用的造纸化学品：如碱、漂液、填料、颜料等。,造纸助剂分类,过程助剂：提高纸机的生产效率、改善纸机的运转性能。 功能助剂：使纸张获得各种特殊性能。,1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念,纸机湿部：造纸生产中从纸浆流送到形成湿纸幅的部分，主要包括上浆系统、纸机网部和压榨部。 造纸湿部化学：研究纸料各组分（包括助剂）在滤水、留着、成形及白水循环过程中相互间反应与作用的规律，及这些作用对纸机运转性能和产品质量的影响。,1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念,细小纤维的概念: 纸料组分中能通过200目（或相

3、当于直径76m的小孔）筛的能在光学显微镜下看到的所有粒子。 其中包括纤维性细小纤维和填料，但不包括可溶性物质和胶体物质。一般习惯于将纤维性细小纤维直接称为细小纤维。,1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念,阴离子干扰物 （anionic disturbing substances）：有时也称阴离子杂质（anionic trash），是纸料组分中除纤维、纤维性细小纤维、填料、各种功能添加剂和过程助剂之外的溶解性和胶体性物质，简称DCS(dissolved and colloidal substances)。,1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念,表面电位与zeta电位 纤维和细小纤维等固体

4、纸料组分因表面带有电荷而产生表面电位，但表面电位不能直接测定，我们所能测定的是纸料表面的Zeta电位，即固体表面双电层中滑移面上的电位。,双电层的概念,表面双电层：吸附层和扩散层 滑移面：随胶体颗粒一起泳动的吸附层，和不随胶体颗粒泳动的扩散层之间的界面 滑移面（slipping plane）也称剪切面（shearing plane）。,有关表面双电层的概念,吸附层：内Helmholtz层（IHP） 外 Helmholtz（OHP）层 内Helmholtz层：由紧紧地吸附于带电的胶粒表面上的未水化的离子组成，即所谓的stern层 外Helmholtz层：则由水化离子组成，外Helmholtz面即

5、为滑移面，其隶属于扩散双电层的范围。,Zeta电位：,在滑移面上的电势称为电动势或Zeta电势（或Zeta电位）。,1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念,聚电解质(po1yelectrolyte) ：在分子链上带有许多可解离基团的高分子聚合物。,阴离子聚电解质,阳离子聚电解质,1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念,天然聚电解质：淀粉、瓜尔胶、壳聚糖、聚甘露糖等，来自天然植物和动物。 合成聚电解质：由小分子经聚合或缩合形成的高分子量的聚电解质。如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚酰胺聚胺环氧氯丙烷、聚丙烯酸等。 天然衍生物类聚电解质：天然聚电解质经改性和接枝获得，如羟丙基

6、淀粉，丙烯酰胺淀粉接枝共聚物。,1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念,三个特征参数：电荷属性 分子量 电荷密度 电性：阳离子聚电解质、阴离子聚电解质和两性聚电解质,分子量天然聚电解质及其衍生物类,主要取决于它们的来源和品种。 品种：薯类淀粉大于谷类淀粉 如：马铃薯和木薯淀粉中支链淀粉含量高于玉米淀粉，而且其直链淀粉的聚合度（分子量）也比玉米淀粉高出很多，马铃薯链直链淀粉的分子量在3-3.5106之间，而玉米直链淀粉的分子量在0.8-1.8106之间。,分子量合成聚电解质,低分子量聚电解质：小于10万 中分子量聚电解质：10100万 高分子量聚电解质：100500万 超高分子量聚电解质：大于

7、500万,电荷密度天然聚电解质及其衍生物类,取代度（DS) ：淀粉的取代度是指每个葡萄糖单元中活性羟基被取代的数量 摩尔取代度(MS)：指平均每摩尔葡萄糖单元中结合的取代基的摩尔数量。 低取代度淀粉：取代度0.012 中取代度淀粉：取代度0.023 高取代度淀粉：取代度0.035,有关阳离子淀粉取代度的新老定义比较,阳离子淀粉按取代度分为 ： 低取代度淀粉：取代度0.012或氮含量0.1%；DS 0.05,电荷密度合成聚电解质,离子度：离子单体占总单体的摩尔百分比。 低电荷密度型：离子度在110之间 中电荷密度型：离子度在1040之间 高电荷密度型：离子度在4080之间 特高电荷密度型：离子度

8、在80100%之间。,1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念,阳电荷需要量 ：完全中和纸料中的负电荷所需要的标准阳离子聚电解质的量，就称为阳电荷需要量，单位为meq/L，和eq/L。 所用标准阳离子聚电解质一般为聚二烯丙基二甲基氯化铵（polyDADMAC）；所有标准阴离子聚电解质为聚乙烯硫酸钾(PVSK)。,标准聚电解质与指示剂的结构式,1.2 造纸助剂的现状及展望,1.2.1国外制浆造纸化学助剂现状 （1）从一个配角发展成为精细化学品工业的主要支柱行业，并且占有很大的市场份额。 （2）造纸工业发达的国家也是化学助剂开发和应用技术先进的国家。 （3）专有的造纸化学品公司，技术力量雄厚，技术

9、服务到位。,1.2.2 国外造纸助剂品种发展趋势,（1）随着再生纤维回用率的提高，脱墨化学品的开发与应用迅速发展。 （2）随着纸机车速的高速化和白水系统的高封闭化，对湿部体系的留着、滤水和成形有了更高的要求，因此使助留助滤剂的生产和应用受到更加普遍的重视。,（3）从酸性抄纸转化为中/碱性造纸，使得中/碱性施胶剂发展迅速。 （4）在纸张增强方面，干湿强剂用量不断提高。其中淀粉类干强剂应用最普遍，其次是丙烯酰胺类；湿强剂向环保型发展。 （5）涂布胶粘剂的发展方向是研制适用于高速涂布用的合成胶乳以及改性淀粉等。,1.2.2 国外造纸助剂品种发展趋势,1.2.3国内制浆造纸化学助剂发展现状,（1）研制和生产起步较晚 ，出现了一些可以与国外产品抗衡的助剂厂。 （2）但总体来讲，助剂厂规模