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造紙施膠發(fā)展主流趨勢(shì):中性施膠

   日期:2020-02-17 20:59     

隨著全球經(jīng)濟(jì)與文化的發(fā)展,造紙業(yè)在產(chǎn)業(yè)中的位置越來越突出。我國造紙產(chǎn)量突破千萬噸后,已連續(xù)8年位居世界第三,僅次于美國和日本。

然而,我們卻又不能不注意到這樣一個(gè)事實(shí),那就是在產(chǎn)量劇增的情況下,每年進(jìn)口紙類產(chǎn)品及其原料也在急劇上升。原因何在?專家分析,除人均消費(fèi)因素增長外,我國造紙化學(xué)品工業(yè)落后是其重要的原因。

從目前情況看,我國的紙類產(chǎn)品技術(shù)含量低,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要以中低檔為主。社會(huì)的發(fā)展帶來了紙類需求的不斷升級(jí),國內(nèi)用戶也開始對(duì)紙產(chǎn)品的抗水性、抗油性、濕強(qiáng)度、平滑性、印刷性以及柔軟性等要求進(jìn)一步提高,這就造成了我國舊的生產(chǎn)模式所生產(chǎn)出的中低檔紙類產(chǎn)品過剩,而高檔產(chǎn)品又供不應(yīng)求的局面,從而導(dǎo)致了進(jìn)口高檔紙及其原料用量大增。因此,盡快提高我國的紙類產(chǎn)品的質(zhì)量,是我國造紙業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

迅速發(fā)展我國的造紙化學(xué)品工業(yè),并在生產(chǎn)中盡快應(yīng)用,盡快提高,是解決問題的關(guān)鍵所在。在諸多的造紙化學(xué)品中,造紙施膠劑至關(guān)重要。

施膠是造紙的一個(gè)重要環(huán)節(jié),施膠好壞直接關(guān)系到成紙的質(zhì)量,施膠的發(fā)展是和施膠劑的發(fā)展密不可分的,從造紙發(fā)明到今天造紙施膠經(jīng)歷了從宣紙的不施膠到松香的酸性施膠,到合成施膠劑的中性施膠,到陰離子分散松香、陽離子分散松香的中性施膠,到中性聚酯的中、堿性施膠,每一次施膠工藝的進(jìn)步都是和施膠劑發(fā)明緊密相連,歷史上一直采用皂化松香膠進(jìn)行施膠,但皂化松香膠中起施膠作用的游離松香只占松香膠總量的20%左右,因此施膠效果極差,只能依靠加大松香膠和硫酸鋁、熒光增白劑等造紙助劑的用量來彌補(bǔ)這一不足。但是直接造成了 大量資源的浪費(fèi),大量造紙污水的排放和大大提高造紙成本且紙張質(zhì)量較差。但目前國內(nèi)仍有少數(shù)企業(yè)在使用皂化松香膠。國外七十年代就已經(jīng)開始采用陰離子松香膠作為造紙施膠劑,我國造紙行業(yè)從九十年代開始推廣使用,采用陰離子松香膠作為施膠劑,可較大幅度降低造紙助劑的用量,使紙張質(zhì)量得到明顯的提高,但由于陰離子松香膠必須在酸性條件下施膠,因此造成大量酸性污水排放,加大環(huán)境污染程度和污水治理費(fèi)用,同時(shí)它不能在夏季高溫下(45℃)施膠,影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。國外自80年代初開始采用中性施膠劑作為造紙施膠劑,它的優(yōu)越性在于:

性能優(yōu)良適用范圍廣:適用于木漿、葦漿、美廢漿等漿種生產(chǎn)的各種文化用紙、板紙、新聞紙、果袋紙和要求施膠的包裝紙等,可在較寬PH值(7-9)范圍內(nèi)應(yīng)用,最適宜的抄造條件為PH值(7.5-8.5)能使用碳酸鈣填料,可取代傳統(tǒng)的松香酸性施膠和AKD中性施膠。

特點(diǎn):

①在紙機(jī)干燥部即取得充分的施膠效果,濕頁紙?jiān)谑┠z壓榨時(shí)已取得良好的性能。

②不存在AKD施膠后紙面打滑問題和施膠劑水解決問題

③對(duì)施膠的控制相對(duì)有所改善,不出現(xiàn)使用碳酸鈣造成的妨礙施膠現(xiàn)

④乳液穩(wěn)定性好,不易發(fā)生水解反應(yīng),降低施膠效果。

⑤施膠劑直接添加到紙漿中,不用其它助留體系進(jìn)行助留,也可達(dá) 到施膠效果。

⑥所抄紙張具有彈性,手感光滑、細(xì)膩,改變了草漿粗、硬、脆的特點(diǎn)

⑦紙張的吸墨性能良好,印刷清晰度高

⑧紙張的耐久性能好,經(jīng)長期保存后不易返黃,克服了酸性紙易返黃的特性

造紙施膠正朝著中性施膠方向迅猛發(fā)展,而中性施膠劑又分為兩個(gè)方向,一是自身留著型中性施膠劑,如AKD、ASA、陽離子分散松香膠、中性聚酯,另一類是非自定型中性施膠劑,如陰離子中性分散松香、陰離子石油樹脂、中性聚酯等,而最新型研究方向則是將二者統(tǒng)一起來,制備成兼具自身留著和松香系施膠性能的施膠劑,如中性聚酯,環(huán)氧化松香等。

自身留著型施膠劑主要為反應(yīng)型施膠劑和自身陽離子化施膠劑,反應(yīng)型施膠劑AKD、ASA可利用自身官能團(tuán)和纖維或半纖維上羥基反應(yīng)實(shí)現(xiàn)自定型,而不需借助硫酸鋁,在使用時(shí)不需要添加硫酸鋁,且使用受PH值影響較小,故近幾年逐步歐美流行,但由于其分子結(jié)構(gòu)活性基團(tuán)又極易水解,水解后污染抄造系統(tǒng),其使用條件極其苛刻,最近又有被松香系施膠劑取代之勢(shì)頭,特別在日本約有2/3施膠劑又重新使用陰離子中性分散松香膠。



松香系施膠劑是傳統(tǒng)的施膠劑,由于其不斷創(chuàng)新和改進(jìn),目前已可達(dá)到近中性、中性和弱堿性施膠,加之其制備容易,成本低廉,不水解,施膠速現(xiàn)性強(qiáng),原料可再生,目前正逐漸取代合成施膠劑。 

而松香系施膠劑中主要是陽離子分散松香膠和陰離子分散松香膠,傳統(tǒng)陰離子分散松香膠由于不能實(shí)現(xiàn)真正的中性施膠,陽離子分散松香膠制備時(shí)必須使用較昂貴的陽離子乳化劑和陽離子表面活性劑,設(shè)備復(fù)雜,制備工藝嚴(yán)格,故制造成本較高,于是采用高分子低表面活性劑作為乳化劑,借助其它陽離子留著劑,減小對(duì)硫酸鋁的依賴性,實(shí)現(xiàn)陰離子分散松香膠的完全中性抄造,甚至弱堿性抄造 ,成為松香系中性施膠劑的寵兒?!?/p>

中性聚酯SPK的推出又使自身留著型中性施膠劑和松香系施膠劑都黯然失色。由于中性聚酯分子中帶有兩個(gè)端部羧基,故可以象松香一樣借助硫酸鋁或其它陽離子基團(tuán)實(shí)現(xiàn)在纖維上的留助,但用量都比松香少得多,保留了松香施膠迅速之優(yōu)勢(shì)。同時(shí)其極性氧又可和纖維的羥基形成共價(jià)配位鍵,實(shí)現(xiàn)自身留著定型,因而具有合成施膠劑的特性。同時(shí)該施膠劑不易水解,施膠迅速,速現(xiàn)性強(qiáng)。因此兼具了二者之優(yōu)點(diǎn),克服了其缺憾,必將成為中性施膠劑的新主宰。 

 


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