助留、助濾劑
助留、助濾劑在造紙工業中能提高填料和細微纖維的留著率,加速漿料濾水速度。在造紙機趨向高速化、紙漿原料嚴重缺乏和化學紙高需求的時代,助留、助濾劑更日益受到重視。
助留劑
造紙生產中,填料是用量最大的輔料,粒度一般都為0.2-10µm ,而紙機所用銅網網目則比較大,為40-100目,相當于150- 250µm。一般在抄造過程中,填料只有50%左右的保留率,其余一半會隨白水流失。助留劑具有凝結及絮凝作用,所以用它來提高紙料中細小纖維和填料保留率,降低水中細料固含量。
助留劑的品種很多,按助留劑本身的結構和物性可分為無機物、有機高分子聚合物、表面活性劑,其中有機高分子聚合物的助留劑共有23個種類,主要是以有機胺(銨)鹽的衍生物為主,還有聚氧乙烯(PEO)、淀粉等,其中以聚丙烯酰胺最具代表性。
聚丙烯酰胺有各種改性產品,作用機理主要是由交聯形成的絮凝作用,出于絮凝作用考慮,可用分子量為100萬以上陽離子或陰離子型高聚物。如:淀粉丙烯酰胺接枝共聚物St—PAM 可明顯提高紙漿的絮凝速度,增大紙漿和滑石粉在銅網上的留著率,助留率可達 12.3%。
近年來,由于造紙機械速度增高,促進了雙網化的進展,對填料留著率提出了更高的要求。有人提出了復式控制系統,如利用微粒絮凝作用的海德羅科爾系統。該系統由日本聯合膠體公司開發,先加高分子陽離子型聚合物,然后加特殊的無機顏料,成復式控制系統,特征是既能保證紙張質量,又能提高填料及紙漿的留著率,同時還能改善濾水性。
助濾劑
助濾劑是為提高從抄紙網部來的濕紙的濾水性、脫水速度而添加的化學藥品。助濾劑主要能使細微纖維在纖維表面上絮凝,起減少濕紙孔目堵塞和增加透過性作用。濾水作用和留著作用在促進分散的絮凝這一點是相通的。所以兩者在性能方面有許多相似之處。助濾劑的種類主要有聚乙烯亞胺,聚丙烯酰胺,聚胺基酰胺,陽離子乙烯系列的聚合物等。初期使用的助濾劑為聚乙烯亞胺。之后由于聚丙烯酰胺降價以及各種改性聚丙烯酰胺的研制,漸漸以應用PAM為主。
聚丙烯酰胺系(PAM)是由出現被限制詞語在濃禁發 硫酸中水解生成丙烯酰胺禁發 硫酸鹽,經堿中和生成丙烯酰胺,在無機氧化物引發下生成PAM。 PAM在效果上勝過其他品種,添加量在0.01%-0.015%濃度時,單程留著率可以增加35%-45%。由于聚丙烯酰胺的陰離子、陽離子可兩性自由改變,其分子量也可自由選擇,便于研制不同目的的相應產品。其中陽離子型聚丙烯酰胺(CPAM)品種最多,預計CPAM是今后發展的主要產品。
水處理絮凝劑
制漿造紙產生的污水量很大,是造紙工業環境保護的主要課題,已日益為各國所重視。污水處理的辦法很多,近年來使用表面活性劑作為絮凝劑取得了明顯效果。
水處理絮凝劑可分為無機和有機兩大類。無機絮凝劑主要以禁發 硫酸鋁為主,它不僅用于自來水的凈化,而且也作為工業用水和廢水的凈化劑。由于價格低廉,操作簡單,無毒,無腐蝕性,目前仍被廣泛應用。有機絮凝劑的主要品種,以合成高分子為主,分子量范圍從幾千到幾十萬,有機高分子絮凝劑有四種,可分為陰離子型、弱陰離子型、非離子型、陽離子型。其中陰離子型、弱陰離子型、非離子型一般用于工業廢水處理,陽離子型主要用于生活污水和工業廢水的有機污泥脫水處理。合成的有機高分子絮凝劑從出現到現在,使用最多、最普遍的還是PAM 。因為PAM可引入部分離子基團(羧基),使分子鏈伸長,引入部分離子基團而產生靜電作用,從而防止在分子接近時極性基的封鎖和內部消耗,起到分子量高、使吸附活化點的極性基有效的作用。預計
今后絮凝劑的發展仍以PAM及PAM的衍生物為主。
干增強劑
干增強劑用于提高紙張的抗張強度、耐破度、耐折度和挺度。其主要作用是增強纖維面的內結合力。
最初使用的紙張增強劑是天然高分子化合物—淀粉和植物膠,主要利用它們有較強的粘著力這一特性,后來發展用氧化淀粉和陽離子淀粉等淀粉衍生物,除了起增強作用外,還可提高紙張的施膠度。50年代后期開始使用高分子聚合物,水溶性樹脂,如聚丙烯酰胺、聚胺、聚酰胺型陽離子增強劑和聚丙烯酸型陰離子增強劑等。尤其是陽離子型聚丙烯酰胺,它可在酸性、中性或堿性條件下使用,對提高紙張干強度效果顯著,可使包裝紙及紙袋的耐破因子提高20%以上,可提高堿法闊葉木紙漿紙頁及未漂禁發 硫酸鹽紙張干強度,提高低定量新聞紙及廢紙的干強度,還可改進紙箱的耐壓強度及用作紙頁補強劑等。所以使用干增強劑的趨勢是以陽離子聚丙烯酰胺及其復配系列產品替代各種類淀粉及植物膠。
濕增強劑
在打漿機中使用濕增強劑,可使纖維間發生聚合,從而增加紙的濕強度,它可使干燥紙再浸濕后濕強度不降低太多,并提高折疊耐久性。常用的濕增強劑有脲醛樹脂(UF),聚禁發 乙撐亞胺(PEI)、環氧聚酰胺(EPAM)以及丙烯酰胺類聚合物等。從濕增強劑方面,已逐漸地用 EPAM樹脂代替UF樹脂及MF(三聚禁發 氰 劇毒產品胺甲醛)樹脂,在應用技術方面又確定了EPAM樹脂與陰離子性PAM樹脂并用的新型使用技術。
纖維分散劑
纖維分散劑的主要作用是使纖維均勻地上網,減少纖維絮凝,改進紙料成形。纖維分散劑能使纖維表面形成雙分子層結構,外層分散劑極性端與水有較強的親合力,增加被水潤濕的程度,并因靜電斥力而遠離,達到分散的效果。常用的分散劑主要有天然樹脂膠和合成有機高分子聚合物。其中合成有機高分子聚合物有部分水解的聚丙烯酰胺(PAM)、聚氧化乙烯(PEO)等,PEO具有高度的黏性,水溶性好,潤滑性好等特點,在高檔衛生紙中添加 0.05%以下,就能取得良好的分散效果。有部分水解PAM可以使懸浮液中的固體分散粒子被液相載體充分潤濕和均勻分散,并使體系的分離、聚集和固體微粒的沉降速度降至最低,以維持懸浮液最大的動力學穩定性,起到分散劑的作用。今后應大力開發高分子表面活性劑分散劑。