• • • • • 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
• 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,能显著提升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。
• 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。
• 1、分类 • 天然聚合物:淀粉及其改性物、壳聚糖及其改性物、植物 胶等; • 合成聚合物:聚丙烯酰胺、乙二醛聚丙烯酰胺等 • 2、主要品种 • 淀粉衍生物(约占95%);植物胶(聚甘露糖半乳糖,约 占2%);合成干强剂(约占2%);其他增干强剂。
• 纸页的强度指纸页承受各种机械力时的抵抗力,一般来说包括抗 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,主要根据纸页中纤维的结合 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。 • 纸张增强剂分为干增强剂和湿增强剂。
• 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0.01~0.07, 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,如以提高强度为最大的目的,可选择取代度较低的 产品;如果是以助留助滤为最大的目的,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,通常用较高取代度的阳离子淀粉,并且用 量较少。 • 在选择阳离子淀粉品种时,除考虑取代度外,一定要考虑 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。
• 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。 •Biblioteka Baidu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,能改善纸页成形,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,来提升干强度。 • 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。
• 浓度 为了能够更好的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。 • 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 最大的目的时,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。
• 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。正常的情况下,阳离子淀粉和阴离子助剂应拉开 添加的距离和时间。
• 作为造纸湿部添加剂,它能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更好的提高细 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更好的提高填料留着 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。
• 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。
• 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。若需要同时得到比较好的增强和助 留效果,可选择在不一样的部位同时加入。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。 • 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。