纸张强度与增强剂

来源:米乐网    发布时间:2025-09-11 00:54:43



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  • 糊化 将阳离子淀粉配成1%左右的水溶液,加热到糊 化温度使分子链与水发生溶剂化作用,形成均一水合 的胶质溶液,与浆料均匀搅拌后,加入其他助剂再进 行抄片。

  • 与阴离子助剂的配伍 阳离子淀粉对应阴离子助剂具有 良好的留着效果,但避免其与强阴离子性的助剂直接 接触。一般情况下,阳离子淀粉和阴离子助剂应拉开 添加的距离和时间。

  • CAPM与APAM不同,它在整个pH值范围内是完全电离 的,可直接吸附在纸浆纤维上,通过阳离子与纤维上的 阳离子形成离子键,酰胺基与纤维上的羟基形成氢键, 获得增强效果。它比APAM有更加宽广的pH值使用范围。

  • 在盐含量高的系统中,阳离子助剂的使用效果受到很大 影响,有时甚至不起作用;

  • 在选择阳离子淀粉品种时,除考虑取代度外,必须考虑 使用工艺,调整加入量和加入地点,且要和其他化学品 有良好的相溶性,否则会影响其使用效果,甚至产生副 作用。

  • 浓度 为了保证淀粉能与纤维充分均匀的作用,均匀混 合是前提,阳离子淀粉糊的浓度应低一点,以防止因 不均匀的局部吸附而产生局部过度絮凝作用,影响纸 张的匀度和强度。实际使用时,阳离子淀粉糊的浓度 一般不高于1%,对高取代度阳离子淀粉,因其电荷密 度较大,吸附作用较强,最好稀释到0.5%左右。

  将阳离子淀粉配成将阳离子淀粉配成11左右的水溶液加热到糊左右的水溶液加热到糊化温度使分子链与水发生溶剂化作用形成均一水合化温度使分子链与水发生溶剂化作用形成均一水合的胶质溶液与浆料搅拌均匀后加入其他助剂再进的胶质溶液与浆料搅拌均匀后加入其他助剂再进与阴离子助剂的配伍与阴离子助剂的配伍阳离子淀粉对应阴离子助剂具有阳离子淀粉对应阴离子助剂拥有非常良好的留着效果但避免其与强阴离子性的助剂直接良好的留着效果但避免其与强阴离子性的助剂非间接接触

  • 根据电性的不同,PAM可分为非离子型、阴离子型 (APAM)、阳离子型(CPAM)和两性型。

  • 非离子聚丙烯酰胺易溶于水,相对分子质量对水溶性影 响不太明显,但相对分子质量高的聚丙烯酰胺浓度超过 10%时,在水中形成透明凝胶而失去流动性,只有稀释 才能重新流动。提高温度可促使PAM的溶解,但温度高 于60℃时易发生降解。为了获得良好的水分散性,可先 在聚丙烯酰胺粉末中加入一些乙醇,然后再加水溶解。 在碱性介质中,聚丙烯酰胺易水解,产生部分羧基。

  • 通过调整助剂加入量,控制体系Zeta电位接近零或偏向负一侧。实 验证明, Zeta电位一旦变为正值,淀粉留着率立即开始下降,

  • 填料是阴离子性的,可以吸附阳离子淀粉,提高填料的留着率,但 也有一部分淀粉会随填料流入白水中。

  • 体系pH值影响淀粉的使用效果。pH值升高,纤维负电荷增加(羧 基电离增加),阳离子淀粉易结合到纤维上。因此中性或碱性抄纸, 有助于提高阳淀粉的留着。

  • 磷酸酯淀粉带阴离子电荷,而纸浆中的纤维和填料也带 负电荷,但由于酸性造纸体系中有硫酸铝存在,硫酸铝 的铝离子带正电荷,能起到架桥作用,湿纤维、填料与 磷酸酯淀粉依靠静电引力相互吸引,起到增强和助留助 滤作用。因此,磷酸酯淀粉在无铝离子或其他强正电荷 物质存在的造纸体系中不能用作湿部添加剂。正常的情况 下,纸浆中必须至少有1%的硫酸铝存在。

  • 阴离子聚丙烯酰胺是向聚丙烯酰胺分子结构中导入羧 合,使纤维间及纤维与高分子之间结合点增加,从而提高干强度。 基。由于纸浆纤维呈负电性,因此须在使用APAM时加 当用松香施胶剂时,一定要是硫酸铝、松香先完成反应,以避免阳离子脲醛树脂与松香反应产生泡沫状的复杂沉淀物;

  • 一种机理认为纤维间的结合力是影响纸页强度的最重要 因素,纤维间的结合力很多,但主要是氢键结合力。

  • 第二种机理认为干增强剂也是纤维的高效分散剂,能使 纸浆中的纤维分布更均匀,可以改善纸页成形,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之 间结合点增加,从而提高干强度。

  入阳离子促进剂,代表性的物质是硫酸铝。APAM在铝 与阴离子助剂的配伍 阳离子淀粉对应阴离子助剂具有良好的留着效果,但避免其与强阴离子性的助剂直接接触。 离子的作用下与纤维上的负离子以配位键形式吸附在 一般情况下,阳离子淀粉和阴离子助剂应拉开添加的距离和时间。 纤维上产生增强效果。结果同时带来操作上的麻烦, 磷酸酯淀粉的作用原理:

  • 作为造纸湿部添加剂,它可以改善浆料的助留助滤效果, 提高纸张的耐折度、拉毛强度、裂断长、挺度和平滑度 等。在不加填的纸张中,加入磷酸酯淀粉是为了提高细 小纤维的留着率及纸张物理强度,加入顺序为 胶 , 磷酸酯淀粉糊 , 硫酸铝。

  • 在加填的纸张中,加入磷酸酯淀粉是为了提高填料留着 率及纸张物理强度,加入顺序为胶 , 硫酸铝, 磷酸酯淀 粉糊与填料的混合浆。两种情况下加入地点是一样的, 间歇添加时的加入点为配料池,而连续添加的加入点为 打浆池或网前箱。

  • 衡量阳离子淀粉变性程度的主要指标为取代度(DS), 造纸工业中所用的阳离子淀粉的取代度一般为,即每100 个脱水葡萄糖单元含有1~7个阳离子基。实际使用时, 如以提高强度为主要目的,可选择取代度较低的产品; 如果是以助留助滤为主要目的,应选择取代度较高的阳 离子淀粉;如果要兼顾增强和助留助滤作用,应选择取 代度中等的阳离子淀粉。对于填料用量少或不加填的纸 张,一般使用较高取代度的阳离子淀粉,并且用量较少。

  • 第三种机理一般认为不十分重要,主要是干增强剂能够 提高细小纤维留着和纸页滤水,从而改善湿纸页的固结。

  • 上述几种机理相互关联,其中第一种机理尤其是氢键结 合力的增加,是干增强剂使纸张强度增加的主要原因。

  • 阳离子淀粉 • 阴离子淀粉 • 两性淀粉 • 多元变性淀粉 • 接枝共聚淀粉

  • 作为增强剂使用的湿部淀粉其目的在与增加纸张的干强 度,因此成纸强度的测定结果,是表示淀粉的使用效果 最重要的参数之一。

  • 淀粉可明显提高纸页的Z向强度;增加纸板和瓦楞纸的 耐破度和环压强度;增加纤维和细小纤维的结合强度, 改善纸张印刷时的易掉毛掉粉现象,提高印刷适性。

  • 2、主要品种 • 淀粉衍生物(约占95%);植物胶(聚甘露糖半乳糖,约

  与阴离子助剂的配伍 阳离子淀粉对应阴离子助剂具有良好的留着效果,但避免其与强阴离子性的助剂直接接触。 胶 , 磷酸酯淀粉糊 , 硫酸铝。 三聚氰胺甲醛树脂是在脲醛树脂的基础上发展起来的,它可直接加入浆内,经加热干燥后这种便可获得良好的湿强度。

  第二种机理认为干增强剂也是纤维的高效分散剂,能使纸浆中的纤维分布更均匀,可以改善纸页成形,提供更加均匀的纤维之间的结

  • 纸页的强度指纸页承受各种机械力时的抵抗力,一般包括抗 张强度、撕裂强度、耐折强度、抗弯强度、耐破强度、表面 强度、内部结合强度和压缩强度等。

  • 强度是纸张的一种结构性质,主要取决于纸页中纤维的结合 情况和纤维本身的性质,生产中除通过调整纤维配比、利用 打浆使纤维细纤维化和通过表面施胶剂的成膜性改善纸张强 度性质之外,还可通过向纸料中添加增强剂来改善纸张的强 度性质。

  • 选择合适的淀粉及加入量,应首先在实验室进行实验, 测定它的留着率、离子性和Zeta的影响,纸料的离子电 荷和Zeta电位应该接近零并偏向负的一侧。

  • 使用淀粉,必须考虑体系的离子性。纤维表面带负电荷,因此大多 数加入湿部的化学品都是阳离子或两性的。只要纸料保持阴离子性, 化学品就能保持良好的留着。若阳离子助剂用量过高,会造成阳离 子化,导致化学品的消耗会增加且易出现操作和纸机的运行障碍。

  • 可以通过测定结合到纸张中淀粉的量表征淀粉的使用效 率,分光光度计测定;也可通过测定淀粉的留着率衡量 其使用效率。

  • 为更好的发挥淀粉与纤维的结合作用,在加入纸料之前 必须使淀粉转变为在冷水中可溶或可分散的状态,必须 现对淀粉进行糊化。

  • 变性淀粉的电荷密度直接影响其使用效率,阳离子淀粉 取代度通常在,具体可根据湿部条件来选择。受添加量、 纸料组成、阴离子干扰物等影响。

  • 一般来说,高分子量的PAM(几百万至上千万)用作 助留助滤剂或废水处理的絮凝剂;低分子量的PAM (10万~100万)用作增干强剂,最佳范围为20~50万。 分子量太小,极易进入纤维细孔,达不到纸张增强剂 的效果;而分子量太大则絮聚作用大,导致纸的组织 不匀,纸的增强效果也不好。

  • 淀粉与胺等化合物反应生成含有胺基和铵基的醚衍生物, 该生成物带正电荷,称为阳离子淀粉。

  • 优点:对带负电性的纤维、填料等吸附作用很强且不可 逆,能明显提高抄纸时细小纤维和填料留着率,增加纸 页的干、湿强度;阳离子淀粉的糊液在冷水中具有润胀 能力,具备进一步加工生成新的变性淀粉的条件;阳离 子淀粉的糊化温度随取代度升高而降低,不易出现分层 现象。

  • 阴离子淀粉是淀粉分子上的活性羟基被磷酸及其盐类等 酯化或被氧化呈羧基,使淀粉衍生物在水中离解带负电 荷。阴离子淀粉包括磷酸酯淀粉、带羧基及磺酸基的淀 粉、黄原酸酯淀粉及既带羧基又带羰基的氧化淀粉等。

  • 在正确的使用条件下,阴离子淀粉能被纸料完全的留着, 因而提高细小纤维、填料和胶料的留着率,改善滤水性, 提高纤维结合强度。但是由于抄纸系统正在由酸性转变 为中性和碱性,因而阴离子淀粉在湿部的应用减少。

  • 用量 阳离子淀粉的用量一般为0.2%~2.5%,主要取决 于浆料品种、应用条件、使用目的等。以助留助滤为 主要目的时,添加量可适当少些,而作为增强剂时用 量可适当大些。高取代度产品用量少些,低取代度产 品用量大些,草浆用量比木浆用量高。

  • 加入地点和顺序 阳离子淀粉的加入位置与使用目的和使 用效果有着密切的关系。当用量一定时,增加淀粉和纸浆 的接触时间,提高搅拌速度有利于提高纸张的干强度;反 之,减少接触时间,降低搅拌速度则有利于助留。因此, 要获得较好的增强效果,阳离子淀粉糊可在成浆池或调浆 箱处加入。而要取得较好的助留助滤效果,则添加位置应 尽可能接近网前箱。如果需要同时得到比较好的增强和助 留效果,可选择在不同部位同时加入。总之,为了取得满 意的使用效果,在实际应用时可根据纸厂的设备条件和湿 部条件而定。

  壳聚糖是甲壳素脱去乙酰基形成的衍生物,是一种生物大分子,化学结构与纤维素非常相似。

  合成聚合物:聚特丙烯别酰胺是、乙无二醛法聚丙实烯酰现胺等中性造纸技术。国外造纸生产中, 影合响成P干A强E树剂脂(效约A率占的2P%因A)素M;如下的: 应用比例由20世纪90年代的60%下降到30%,

  选择合适的淀粉及加入量,应首先在实验室进行实验,测定它的留着率、离子性和Zeta的影响,纸料的离子电荷和Zeta电位应该接近零

  • 硫酸铝的影响 在酸性造纸条件下,要加硫酸铝调节浆料 pH值,硫酸铝的加入量和加入顺序对阳离子淀粉的使用 效果影响很大。由于铝离子带有强正电荷,若先于淀粉加 入,它可能先被纤维和填料吸附,就会妨碍阳离子淀粉对 其吸附作用,导致淀粉留着率下降,增强效果降低。因此, 硫酸铝应在阳离子淀粉加入后再添加。

  相反,阳离子型聚丙烯酰胺却由同期的20%跃升到50 并偏向负的一侧。 %以上。 通常把纸的湿强度表示为湿-干强度比,用百分比表示,这里的强度通常指抗张强度。

  这种机理也被称为加固、新键或共交联机理。 这种机理也被称为加固、新键或共交联机理。 非离子聚丙烯酰胺易溶于水,相对分子质量对水溶性影响不太明显,但相对分子质量高的聚丙烯酰胺浓度超过10%时,在水中形成透 明凝胶而失去流动性,只有稀释才能重新流动。 总之,为了取得满意的使用效果,在实际应用时可根据纸厂的设备条件和湿部条件而定。 使用淀粉,必须考虑体系的离子性。

  • 由于纸机白水封闭循环,盐含量积累很快,阳离子助剂 的效果受到特别大的影响。为了提高纸页强度过度增加阳离 子助剂的用量,会造成过阳离子体系,导致纸机操作困 难,留着率下降,效果反而降低;