《論文_造紙助劑的研究進(jìn)展(定稿)》

1、造紙助劑的最新研究進(jìn)展摘要 本文把造紙助劑分為制漿助劑、抄紙助劑、涂布助劑和紙張二次加 工用化學(xué)品4大類概述了造紙助劑在造紙業(yè)中的研究進(jìn)展、發(fā)展動(dòng)態(tài)及應(yīng)用概 況。隨著現(xiàn)代造紙工業(yè)的發(fā)展，化學(xué)助劑愈來(lái)愈得到廣泛的應(yīng)用。各種性能優(yōu)良 的助劑能否在造紙上有效地使用成為衡量一個(gè)國(guó)家造紙工業(yè)發(fā)展水平的重要依 據(jù)。造紙助劑多為精細(xì)化學(xué)品，用量少、效果好其主要作用是：改進(jìn)紙的質(zhì)量、 賦予紙張?zhí)厥獾男阅埽岣呱a(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)可有效地減輕環(huán)境污 染。我國(guó)造紙助劑的開發(fā)與生產(chǎn)已有了較快的發(fā)展，各種新型的造紙助劑已經(jīng)投 入生產(chǎn)，并在紙廠得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)也存在了很多問題，并討論今后的發(fā) 展趨勢(shì)。關(guān)鍵

2、詞蒸煮助劑，綠氧，脫墨劑，漂白劑，抄紙助劑，含氟表面活性劑， 消泡劑，涂布助劑引言 造紙工業(yè)是以纖維為原料的化學(xué)加工工業(yè)，在制漿、漂白、打漿、抄 紙及成紙后加工工藝全過程的各個(gè)階段，均離不開各種化學(xué)品的應(yīng)用在制漿造 紙過程中，除了采用常規(guī)化學(xué)品外，還要采用各種化學(xué)助劑以提高生產(chǎn)效率（如 添加助濾劑以強(qiáng)化濕紙頁(yè)的脫水，從而提高紙機(jī)車速，提高產(chǎn)量）、減少原材料 消耗（如在蒸煮過程中添加助劑以提高紙漿得率，從而減少木材原料消耗）、改 善成品和半成品質(zhì)量（如添加干增強(qiáng)劑以提高紙頁(yè)的干強(qiáng)度）、控制和緩和生產(chǎn) 過程中可能發(fā)生的障礙（如添加樹脂控制劑以避免樹脂障礙）、使產(chǎn)品具有某些 特殊性質(zhì)和功能（如添加耐

3、水劑使紙張具有抗水性、添加阻燃劑使紙張具有不燃 或難燃的性能），而且具有大幅度減少對(duì)環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)，給造紙工業(yè)帶來(lái)良好 的敬意效益。目前，全世界的造紙化學(xué)品工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。全球每年紙漿和造紙化學(xué)品的 銷售額約為85億美元，主要分為兩大類：功能添加劑和工藝助劑。其中功能添 加劑銷售額占72%,工藝助劑銷售額占20%,紙漿化學(xué)品和漂白劑各占4%。在年 銷售額為61億美元的功能添加劑中，顏料黏結(jié)劑占41%,膠料占15%,燃料、顏 料和熒光增白劑占14%,干、濕增強(qiáng)劑各占9%;在年銷售額為17億美元的工藝 助劑中，助留劑和疏水劑占39%,消泡劑占22%,去脂-殺蟲劑占21%,瀝青質(zhì)和 結(jié)垢控制劑占18%

4、。 1基于能源、資源、環(huán)境等方面的綜合考慮，造紙工業(yè)目前出現(xiàn)了許多新趨勢(shì)。 雖然制漿造紙化學(xué)助劑的用量只占紙張總量的1%-2%,但對(duì)造紙的質(zhì)量和成本起 著非常重要的作用。為了進(jìn)一步節(jié)約植物纖維資源和降低造紙生產(chǎn)能耗，紙張的 低定量化和紙機(jī)的高速化已成為造紙工業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)之一，因此圍繞這些方 面的新型功能助劑、過程助劑和涂布助劑的開發(fā)，也是一個(gè)方興未艾的研究領(lǐng) 域。2此外，隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，對(duì)紙和紙制品的品質(zhì)的要求也越來(lái) 越高，對(duì)其功能的要求也越來(lái)越廣泛，因此對(duì)相應(yīng)化學(xué)助劑的要求也越來(lái)越嚴(yán) 格。為適應(yīng)這些情況，就需要不斷開發(fā)新的化學(xué)助劑以適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)，因此也賦 予了制漿造紙化學(xué)助劑

5、不斷發(fā)展和創(chuàng)新的強(qiáng)大生命力。綜上所述，廣泛開發(fā)和應(yīng)用制漿造紙化學(xué)助劑已成為了造紙工業(yè)發(fā)展的必 然。隨著造紙工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制漿造紙化學(xué)助劑也必將顯示出越來(lái)越廣闊的發(fā) 展前途。1造紙助劑的分類造紙助劑分為制漿助劑、抄紙助劑、涂布助劑和紙張二次加工用化學(xué)品4 大類2造紙助劑主要種類的研究現(xiàn)狀2. 1制漿助劑制漿過程是將植物纖維原料分離成纖維，是造紙工業(yè)中三大主要工藝過 程之一。在這一過程中，纖維原料、紙漿都要經(jīng)過化學(xué)藥劑的處理，除了常用的 酸、堿等化學(xué)藥品外，其他用于提高制漿生產(chǎn)效率、減少制漿中原材料的消耗、 提高制漿質(zhì)量、控制和緩和制漿過程可能發(fā)生障礙時(shí)所用的輔助化學(xué)藥品都稱為 制漿化學(xué)助劑。制

6、漿助劑主要圍繞如何保護(hù)纖維素和半纖維素以提高制漿得率及加速脫木 素速率等方面進(jìn)行研究開發(fā)制漿過程中所需的化學(xué)助劑主要包括：纖維原料蒸 煮時(shí)用的助劑；紙漿漂白用的漂白助劑；廢紙制漿用的脫墨劑；消除制漿過程中 泡沫的消泡劑；防止黑液濃縮過程饑餓購(gòu)得阻垢劑等。2. 1. 1蒸煮助劑2. 1. 1. 1 組成蒸煮過程中所用的助劑，從化學(xué)組成來(lái)看主要分為兩大類：無(wú)機(jī)蒸煮助劑：在蒸煮過程中添加的輔助化學(xué)藥品是無(wú)機(jī)物的稱為無(wú)機(jī)蒸煮 助劑。有機(jī)蒸煮助劑：在蒸煮過程中添加的輔助化學(xué)品是有機(jī)物的稱為由機(jī)蒸煮助 劑。2. 1. 1. 2作用機(jī)理蒸煮過程大致可分為兩個(gè)階段：第一個(gè)結(jié)算為滲透與反應(yīng)階段，即蒸煮液 浸入木

7、片或草片中，并與木素等發(fā)生反應(yīng)；第二階段是溶出階段，即反應(yīng)后的木 素進(jìn)入蒸煮液中。當(dāng)然這兩個(gè)階段也不能截然分開。作為蒸煮助劑在這兩段的作 用原理是：加快蒸煮液的浸透，加快蒸煮反應(yīng)，創(chuàng)造或發(fā)改善有利于溶出非纖維 素物質(zhì)條件。2. 113主要的新型蒸煮助劑目前廣泛使用的蒸煮助劑為蔥醍類化合物【3.特別在木材資源緊缺、能源 緊張的國(guó)家，蔥醒類助劑的使用已相當(dāng)普及蔥醞類化合物作為蒸煮助劑不僅能 提高紙漿得率，而且還可減少蒸煮用堿量、縮短蒸煮時(shí)間、降低蒸煮溫度和紙漿 硬度，所起的良好作用是有目共睹的.國(guó)內(nèi)堿法制漿廠普遍使用蔥醍（aq）,但在日本則大多采用二氫二輕基 蔥鈉（dda）,這是因?yàn)閍q的溶解性差

8、，而dda能溶于水，因此，其效果更好 4繼aq之后，德國(guó)科學(xué)家l. hat又發(fā)明了環(huán)保型的蒸煮助劑一一綠氧5 綠氧是一種高分子合成材料，在蒸煮過程中可提供一個(gè)活性氧以氧化碳水化合物 的醛糖末端基使之變成糖酸末端基，達(dá)到保護(hù)碳水化合物提高制漿得率的目的； 綠氧具有很強(qiáng)的潤(rùn)濕、滲透能力，可使堿液迅速滲透到纖維內(nèi)部，以縮短蒸煮時(shí) 間；綠氧還具有高分子絡(luò)合功能，能將發(fā)色金屬離子絡(luò)合屏蔽，以提高紙漿白度. 采用綠氧代替aq不僅保留了原aq制漿工藝的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)大大改善了制漿的后加 工性能（如可降低漂率，縮短打漿時(shí)間等），而且減少了污染，黑液易于處理. 國(guó)內(nèi)自1994年開始了綠氧-堿法、綠氧-亞錢法制漿的研

9、究，并在山東、河南等 地的眾多造紙廠進(jìn)行了大生產(chǎn)應(yīng)用，取得了明顯效果.2. 1. 2廢紙脫墨劑為提高資源與能源的利用率，世界各國(guó)都十分重視提高廢紙（二次纖維） 的回收率廢紙脫墨劑隨著廢紙回用率的增長(zhǎng)而得到較大的發(fā)展.脫墨劑是由無(wú)機(jī)堿、無(wú)機(jī)鹽和表面活性劑組成7 .脫墨劑的具體配方 因脫墨方法而異洗滌法脫墨使用的脫墨劑需具有突出的分散功能，才能使油墨 易于分散形成膠體而脫除，所用的脫墨劑以烷基苯磺酸鈉、烷基苯基瞇、聚乙二 醇為主浮選法脫墨使用的脫墨劑需具有適度起泡功能和油墨捕集功能浮選法 所用的脫墨劑以非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑為主，如美國(guó)的 albright8000及di-600等.國(guó)內(nèi)

10、目前洗滌法脫墨劑處于大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用階段， 浮選法脫墨劑主要有杭州化工所研制的hd-7, i1d-8等8 .2. 1. 3漂白助劑漂白化學(xué)助劑主要由無(wú)機(jī)漂白劑、有機(jī)漂白劑、生物漂白劑組成。主要的漂 白助劑有：2. 1. 3. 1 二氧化氯 c102氧化漂白劑是利用漂白劑的氧化作用除去紙漿中殘留的木素，破壞發(fā)色基 團(tuán)，使木素分子氧化溶出。二氧化氯本身是個(gè)自由基，具有優(yōu)良的漂白性能，其 漂白能力強(qiáng)，效率到，擺渡穩(wěn)定。二氧化氯漂白的最大特點(diǎn)是漂白時(shí)能有選擇地 除去木素，對(duì)碳水化合物的降解作用小，漿料的強(qiáng)度好。2.1.3.2甲瞇亞磺酸（fas）還原性漂白，它是用還原性漂白劑有選擇地破壞紙漿中的發(fā)色基團(tuán)的

11、結(jié) 構(gòu)，并不除去漿中木素。2. 2抄紙助劑抄紙助劑包括過程添加劑（如助留劑、助濾劑等）和功能性添加劑（如 增干強(qiáng)劑、增濕強(qiáng)劑、施膠劑等）.抄紙過程添加助劑的目的主要在于改善生產(chǎn) 過程、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、減少物料流失.2. 2. 1施膠劑2 2 l 1漿內(nèi)施膠劑 我國(guó)目前所采用的漿內(nèi)施膠劑大多為酸性施膠劑， 其主要品種有松香皂膠、強(qiáng)化松香膠和分散松香膠等在松香施膠劑方面，國(guó)外發(fā) 達(dá)國(guó)家已淘汰了傳統(tǒng)的皂化松香膠，而強(qiáng)化松香膠仍有不少?gòu)S家使用近年來(lái)發(fā) 展最快的是乳液松香膠，它是70年代中期由美國(guó)hercules公司開發(fā)的1 目前國(guó)內(nèi)80%以上紙廠仍使用普通的皂化松香膠，10%紙廠使用強(qiáng)化松香膠，1

12、0% 左右紙廠使用分散松香膠，另有極少數(shù)紙廠使用中性合成施膠劑.隨著中/堿性抄紙的不斷發(fā)展，中/堿性施膠劑的用量將不斷增加.中/ 堿性施膠劑品種主要有烷基烯酮二聚體（akd）、烯基琥珀酸阡（asa）等.與酸 性施膠相比，中性施膠有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于松香施膠的可靠性及價(jià)格便宜等優(yōu) 點(diǎn)，故采用松香施膠的國(guó)家仍然很多，如日本的施膠劑就是以松香系施膠劑為主 的.2. 2. 111陰離子乳化松香施膠劑作用機(jī)理：陰離子乳化松香施膠劑的最佳施膠ph值為4. 5-5. 5甚至更高， 此時(shí)游離松香膠可和溶液中水合氫氧化鋁離子結(jié)合，生成粒度較小的表面帶正電 荷的游離松香酸離子，這些表面帶正電荷的有力松香酸離子可以通

13、過靜電引力吸 附于帶負(fù)電荷的紙纖維上并均勻分布。進(jìn)入紙機(jī)干燥部后，由于其燒結(jié)溫度較 低，帶有氯離子的有力松香酸與吸附在其表面的氯離子發(fā)生反應(yīng)生成松香酸鋁， 進(jìn)而使親水基于紙纖維牢固地結(jié)合。2. 2. 1. 1.2表面施膠劑表面施膠劑是指把施膠劑涂敷到紙的表面， 使膠料與紙?bào)w粘接，并在紙面上附著一層近于連續(xù)的薄膜表面施膠的留著率 高，施膠增強(qiáng)效果好現(xiàn)在常用的表面施膠劑有改性淀粉類、改性纖維素、聚乙 烯醇等.2. 2. 2增強(qiáng)劑2. 2. 2. 1干增強(qiáng)劑 由于長(zhǎng)纖維原料供應(yīng)短缺，闊葉材、非木材纖維及 二次纖維使用比例的增加，所帶來(lái)的突出問題就是紙張強(qiáng)度的下降，因此，使用 干增強(qiáng)劑就比以往顯得更加

14、重要.目前常用的干增強(qiáng)劑有變性淀粉（如陽(yáng)離子淀粉、陰離子淀粉）、丙烯 酰胺聚合物和聚乙烯醇等西歐主要以陽(yáng)離子淀粉和雙變性淀粉為主，美國(guó)以陽(yáng) 離子淀粉為主，其次是聚丙烯酰胺，日本則以聚丙烯酰胺為主我國(guó)目前則以改 性淀粉和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺為主1 陽(yáng)離子聚丙烯酰胺干強(qiáng)劑作用機(jī)理是：聚丙烯酰胺具有很強(qiáng)的絮聚作用，可 在粒子之間架橋，并且根據(jù)不同的離子性具有不同的結(jié)合機(jī)理，同一個(gè)分子可以 吸附若干個(gè)顆粒引起聚況 聚丙烯酰胺上的極性基還可和纖維形成氫鍵和強(qiáng)的靜 電結(jié)合。當(dāng)改變其結(jié)構(gòu)時(shí)，產(chǎn)品性能亦隨之改變。2. 2. 2. 2濕增強(qiáng)劑濕增強(qiáng)劑常用于毛巾紙、紙袋紙、濕式感光紙等產(chǎn)品的生產(chǎn)上，而書籍用紙 和報(bào)紙

15、等一般紙張很少使用.目前常用的濕增強(qiáng)劑有：陽(yáng)離子型豚醛樹脂（uf樹 脂）、三聚氤胺甲醛樹脂（mf樹脂）、聚胺酰胺樹脂（pae樹脂）、聚乙烯亞胺 （pei樹脂）、聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹脂（ppe樹脂）等含甲醛的樹脂使用時(shí)有游 離甲醛析出，對(duì)人體有害，近年來(lái)的應(yīng)用不斷減少.60年代初由美國(guó)大力士公司 開發(fā)的可在中/微堿性條件固化、且不含甲醛的pae樹脂，使用方便、有較好的 效果，至今仍廣泛使用pei樹脂由于可在中性條件固化、不需要高溫熟化、不 會(huì)影響紙頁(yè)的吸水性且可增進(jìn)紙頁(yè)的柔軟性所以，通常在生產(chǎn)吸收性紙（如餐 巾紙、衛(wèi)生紙、濾紙等）時(shí)，添加pei樹脂作濕增強(qiáng)劑60年代開發(fā)并得到發(fā)展 的ppe樹脂是一

16、種可在堿性條件下熟化的高效濕增強(qiáng)劑，濕強(qiáng)度可高達(dá)干強(qiáng)度的 50%;而且在提高濕強(qiáng)度的同時(shí)，并不損失成紙的柔軟性和吸收性，成紙的白度 返黃小、耐熱性也較好因此，ppe是目前廣泛使用的濕增強(qiáng)劑，主要用作毛巾 紙、液體包裝用紙、照相原紙等紙種的生產(chǎn).2. 2. 3助留劑和助濾劑在抄紙過程中，填料留著率一般只有50%左右，即有大量的填料進(jìn)入白 水系統(tǒng)，造成流失和白水循環(huán)困難，最終增加成本和影響紙機(jī)運(yùn)行性.隨著紙機(jī) 向高速化和大型化發(fā)展，使留著率更低，因此，選用合適的助留劑就顯得更加迫 切近年來(lái)，助留劑的發(fā)展比其它任何助劑的發(fā)展都快.常用的助留體系有單陽(yáng)離子聚合物體系、單陰離子聚合物與鋁離子體 系、陽(yáng)離

17、子與陰離子聚合物二元組分體系、微粒體系及網(wǎng)絡(luò)體系助濾劑和助留劑 關(guān)系密切，一般用作助留劑的所有助劑和電荷中和劑都可作為助濾劑.目前研究比較廣泛的助留、助濾劑有：聚丙烯酰胺（pam）,陽(yáng)離子淀 粉，2. 2. 4消泡劑按消泡劑化學(xué)組成分類可分為：高級(jí)醇類，脂肪酸及其鹽類，磷酸酯類，姪 油類，聚瞇類，有機(jī)硅聚合物，酰胺類。泡沫是制漿造紙過程中經(jīng)常發(fā)生的問題泡沫不但會(huì)影響生產(chǎn)過程，而且會(huì) 影響紙張的質(zhì)量消泡劑有油基消泡劑和水基消泡劑兩類國(guó)外過去使用的消泡 劑多為油基消泡劑，而近期紛紛轉(zhuǎn)向水基消泡劑目前水基消泡劑的用量占總量 的50%以上，預(yù)計(jì)還將有較大的增長(zhǎng)美國(guó)1990年所銷售的消泡劑有50%-60

18、% 是水基或水乳型有機(jī)硅消泡劑目前國(guó)內(nèi)已開發(fā)了有機(jī)硅類、聚瞇類、脂肪酸鹽 類等消泡劑2 迄今為止，造紙化學(xué)品工作者已經(jīng)研制了礦物油、植物油、醇、 聚瞇、脂肪酸酰胺及其酯等許多類消泡劑，以解決泡沫造成的紙張生產(chǎn)障礙10, 11, 12。但傳統(tǒng)的消泡劑品種表面活性差，消泡效率低，適用面窄，已無(wú)法滿足 用戶的要求。而有機(jī)硅消泡劑作為一種新型且性能優(yōu)良的消泡劑，不僅通用性 強(qiáng)、效率高、配伍性好，而且具有硅氧烷基化學(xué)穩(wěn)定性、生理惰性和高性能等特 點(diǎn)于一身。有機(jī)硅消泡劑消泡機(jī)理消泡就是泡沫穩(wěn)定化的反過程，從機(jī)理上看，它包 括2個(gè)方面：一是抑制泡沫的產(chǎn)生，二是消除已產(chǎn)生的氣泡。相應(yīng)地，消泡劑就是 能改變體系

19、的界面狀態(tài)，破壞或抑制泡沫的物質(zhì)。消泡劑具有較高的表面活性, 能形成新的表面膜或改變?cè)砻婺?，降低泡沫的?qiáng)度。作為消泡劑的化合物必須 具備下述條件：基本上不溶于起泡液；表面張力低于起泡液；能迅速分 散在起泡液內(nèi)。適用作消泡劑的有機(jī)化合物較多，有硅油、聚瞇、醇、脂肪酸、 酸胺酯、磷酸鹽及金屬皂等13 。從結(jié)構(gòu)上看，非硅系消泡劑都是分子一端或 兩端帶有極性基團(tuán)的有機(jī)化合物。它們與起泡劑相似，因而使用不當(dāng)便會(huì)有起泡 劑的作用，其鋪展系數(shù)較大,破泡作用很強(qiáng)，而抑泡作用較差。有機(jī)硅消泡劑的作 用機(jī)理，普遍認(rèn)為是低表面張力的消泡劑進(jìn)入了雙分子定向氣泡膜的局部，破壞 了定向氣泡膜的力學(xué)平衡，而導(dǎo)致破泡或抑制

20、發(fā)泡14, 11, 15 。一般有機(jī)化 合物，如婕類、瞇類、醇類以及磷酯的鋪展系數(shù)很小，在化學(xué)性能上是惰性的，單 純的硅油無(wú)消泡性16 ，但將其乳化后，它在溶液表面易于鋪展,用量較少就能 達(dá)到很好的消泡效應(yīng)。有機(jī)硅消泡劑具有優(yōu)良的綜合性能，它可以應(yīng)用于造紙工 業(yè)的每個(gè)工序，只是成本偏高。而有機(jī)硅與脂肪酸酰胺、聚瞇等其他具有消泡抑泡活性的表面活性劑復(fù)配成 復(fù)合消泡劑，這樣既可以提高有機(jī)硅消泡劑的抑泡能力，又能降低產(chǎn)品的成本。降 低有機(jī)硅消泡劑的成本是其今后能否占有市場(chǎng)的關(guān)鍵。2. 2. 5紙張防腐劑紙張防腐劑主要有：有機(jī)防腐劑和無(wú)機(jī)防腐劑兩大類。主要的紙張防腐劑 有：異囈哇咻酮，漂白粉，1, 2

21、-苯并異囈瞠咻酮-3-酮（btt）,三氯異氟腮酸， 1, 2-二氫-1, 3, 5-三（a-輕乙基）均三嗪等。作用機(jī)理：二硫化二苯甲酸與氯化亞磯進(jìn)行酰氧化反應(yīng)得到二硫化二苯 甲酰氯，再經(jīng)澳化，環(huán)化反應(yīng)而制得。2. 2. 6樹脂控制劑在制漿造紙過程中，紙漿中的樹脂會(huì)以多種方式沉積在設(shè)備的表面上，從而 產(chǎn)生一系列樹脂障礙一個(gè)日產(chǎn)800t的針葉木硫酸鹽漂白漿廠，每年由于樹脂問 題而引起的損失高達(dá)幾百萬(wàn)美元紙漿中樹脂的沉積會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的下 降.樹脂控制劑有滑石粉、硫酸鋁、表面活性劑及螯合劑等滑石粉能吸附 膠態(tài)樹脂，使其留著在紙頁(yè)中，從而避免樹脂沉積在設(shè)備表面，滑石粉的價(jià)格比 較便宜，但用量多硫

22、酸鋁也是常用的樹脂控制劑，但使用ph值范圍較窄表面 活性劑和螯合劑是良好的樹脂控制劑，但價(jià)格較貴，且往往不能留在紙漿中而進(jìn) 入白水循環(huán)系統(tǒng)，產(chǎn)生積累，不利于白水循環(huán)2目前研究比較熱的是高分子樹脂控制劑和表面活性劑，高分子表面恬性劑在 造紙中主要可用于分散劑、乳化劑、增溶劑、絮凝劑、增稠劑和穩(wěn)泡劑等多種用 途18 。2. 3涂布助劑隨著低定量涂布紙的迅速發(fā)展，高濃度、高速度涂布工藝的廣泛應(yīng)用， 在配制涂料時(shí)需添加一些涂布助劑，用以改善涂料或涂層的化學(xué)和物理性能，或 控制和消除涂布過程中出現(xiàn)的不良現(xiàn)象涂布助劑主要有分散劑、乳化劑、消泡 劑和粘度調(diào)節(jié)劑等我國(guó)涂布助劑已基本上實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但有待于提高質(zhì)

23、量，開 發(fā)系列產(chǎn)品10目前研究較廣泛的涂布助劑有：含氟類表面活性劑、尿素、黃原膠等。普通表面活性劑分子中碳?xì)滏溨械臍湓硬糠只蛉坑梅尤〈?，就成?氟表面活性劑，從而具有許多普通表面活性劑不具有或者更優(yōu)的性能，引起了人 們普遍的重視，顯示出越來(lái)越強(qiáng)的生命力，廣泛應(yīng)用于消防、化工、農(nóng)藥、選礦、 造紙、皮革、紡織等各個(gè)領(lǐng)域。3存在的問題我國(guó)造紙工業(yè)應(yīng)用助劑尚處于初始階段，與國(guó)外相比有很大的差距，存在的 問題具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.3. 1品種少、用量少、產(chǎn)品專用性差1987年西歐就能提供4538個(gè)牌號(hào)的造紙用精細(xì)化學(xué)品在美國(guó)，1984 年其品種就達(dá)到400余種而我國(guó)目前僅有約30個(gè)品種，而且其

24、中不少品種尚處 于開發(fā)應(yīng)用階段，還未達(dá)到產(chǎn)品成熟期8.我國(guó)目前批量生產(chǎn)的品種主要以仿 制為主，基本是在引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品的基礎(chǔ)上或在國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)、專利說明書的基礎(chǔ) 上，根據(jù)我國(guó)國(guó)情進(jìn)行仿制.國(guó)外造紙發(fā)達(dá)國(guó)家耗用造紙助劑的金額一般占造紙用全部化學(xué)品的 14%左右美國(guó)1990年紙與紙板的總產(chǎn)量達(dá)7151. 9萬(wàn)i,耗用的造紙助劑金額 高達(dá)6. 65億美元；而我國(guó)1990年紙和紙板產(chǎn)量為1371. 9萬(wàn)t,耗用的造紙 助劑金額不足2億元人民幣8從產(chǎn)品專用性看，存在的主要問題為：把國(guó)外以木漿為體系研制的造 紙助劑用以非木材纖維體系，其效果差，缺少適用于非木材纖維的專用助劑 產(chǎn)品品種單一，未形成系列化，產(chǎn)品開

25、發(fā)速度較慢，且只停留在有限的品種上.3. 2產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)的研究工作十分薄弱，跟不上市場(chǎng)的需求發(fā)達(dá)國(guó)家一些造紙助劑廠非常重視應(yīng)用研究，一般均有自己的產(chǎn)品應(yīng)用 技術(shù)開發(fā)部門如美國(guó)的hercules公司，不僅在總公司，而且在英國(guó)的分公司也 擁有應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室而我國(guó)已建成的造紙化學(xué)品生產(chǎn)裝置都未真正達(dá)到大規(guī)模 批量生產(chǎn)的水平，其原因是受到應(yīng)用技術(shù)的制約.3. 3主要品種在技術(shù)水平和科研開發(fā)方面與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距除涂布助劑與國(guó)外差距較小且基本上實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化外，其它品種（如漿內(nèi) 施膠劑、干增強(qiáng)劑、濕增強(qiáng)劑、助留劑、助濾劑等）比國(guó)外落后10-20a,不少 品種還正在開發(fā).4今后發(fā)展的趨勢(shì)4. 1開發(fā)高效、低

26、污染和合成聚合物造紙助劑屬精細(xì)化工范疇，其特點(diǎn)是用量少、高效，從造紙助劑的發(fā)展 過程也證實(shí)如此如干增強(qiáng)劑，早期的產(chǎn)品為淀粉、植物膠等天然聚合物，其用 量多、留著率低、效果不明顯后來(lái)發(fā)展的陽(yáng)離子淀粉等半合成聚合物，雖增強(qiáng) 了效果，但還不夠理想.而近年來(lái)開發(fā)的合成聚合物陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，其用量 少、效果更顯著，適用的漿種和ph值更廣.嚴(yán)格的環(huán)保立法要求造紙助劑必須是低污染的化學(xué)品，且應(yīng)具有生物降 解性，從而減少造紙廠廢水的毒性、bod, cod等各項(xiàng)指標(biāo).4. 2由酸性系統(tǒng)用助劑向中/堿性系統(tǒng)用助劑發(fā)展由松香明磯組成的酸性施膠體系向中/堿性施膠體系發(fā)展是世界造紙工 業(yè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)隨著抄紙系統(tǒng)由酸

27、性向中/堿性發(fā)展,相應(yīng)的大多數(shù)內(nèi)添加劑 也必須轉(zhuǎn)向中/堿性系統(tǒng)，如40年代開發(fā)的三聚氤胺甲醛樹脂等酸固化濕增強(qiáng) 劑，于60年代開始逐漸轉(zhuǎn)向中/堿性條件下成熟固化的聚胺酰胺樹脂、乙二醛改 性聚丙烯酰胺和聚胺樹脂等中/堿性施膠劑烷基烯酮二聚體（akd）、烯基琥珀 酸稈（asa）將會(huì)繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，并逐漸占據(jù)施膠劑的主導(dǎo)地位.4. 3功能性和過程性添加劑更加大量發(fā)展，并由一元化單組分轉(zhuǎn)向多品 種復(fù)配型隨著人們生活水平的提高，對(duì)紙和紙板質(zhì)量的要求越來(lái)越高，對(duì)某些特 殊用途的產(chǎn)品，更有特殊的質(zhì)量要求如衛(wèi)生紙的柔軟性、包裝紙板的防潮性、 建筑用紙的阻燃性、精美印刷紙的光澤度等，則柔軟劑、防潮劑、阻燃劑、光亮

28、 劑等各種功能性助劑也應(yīng)需要而開發(fā)生產(chǎn).功能性助劑的大量發(fā)展必將為造紙業(yè) 創(chuàng)造出更多的紙種.近年來(lái)，由于造紙?jiān)现鸩接砷L(zhǎng)纖維針葉木漿為主轉(zhuǎn)向闊葉漿等短纖維 漿、再生纖維的大量回用、紙機(jī)的大型化和復(fù)雜化、添加劑廣泛應(yīng)用等原因，致 使生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生粘質(zhì)、泡沫、樹脂、結(jié)垢沉積物等各種生產(chǎn)障礙，因此， 就必須使用防腐劑、消泡劑、樹脂控制劑等各種過程性添加劑，以減少或消除以 上障礙.4. 4紙面處理和涂布加工用化學(xué)品將不斷增加內(nèi)添加劑往往易受生產(chǎn)條件（如水質(zhì)、ph值、溫度等）的影響，而使 其效果降低如施膠劑，與表面施膠相比，漿內(nèi)施膠時(shí)膠料的留著率較低，有時(shí) 還會(huì)出現(xiàn)施膠度波動(dòng)或兩面性等現(xiàn)象，白水排放

29、時(shí)又將增加水污染.印刷技術(shù)的 發(fā)展（如高速印刷和高粘油墨的應(yīng)用）使得對(duì)紙張表面強(qiáng)度提出更高的要求，單 用內(nèi)添加劑難以達(dá)到要求，但如果用陽(yáng)離子淀粉或苯乙烯順丁烯二酸阡共聚物組 成的表面施膠劑對(duì)紙張進(jìn)行表面處理就可使紙張表面強(qiáng)度達(dá)到要求又如干增強(qiáng) 劑，用于表面處理的陰離子pam的增強(qiáng)效率可超過漿內(nèi)添加的陽(yáng)離子pam5% 10%,而且前者價(jià)格也較低又如很多特殊要求的紙種（如防水紙、阻燃紙、防銹 紙等）均需要采用特殊的化學(xué)品對(duì)紙張進(jìn)行表面處理.隨著低定量涂布紙的迅速發(fā)展，高濃度、高速度涂布工藝的廣泛應(yīng)用， 要求采用如涂料分散劑、潤(rùn)滑劑、保水劑、粘度調(diào)節(jié)劑等涂布助劑.4. 5發(fā)展適用于二次纖維的專用化學(xué)

30、品隨著木材資源的不斷減少，廢紙（二次纖維）的回用率將逐年提高預(yù) 計(jì)到2001年全世界廢紙回用量將達(dá)到14095萬(wàn)t,利用率為43. 5% 8 回用 二次纖維需解決的問題有：脫墨效率、消除生產(chǎn)過程的障礙和強(qiáng)度的補(bǔ)償?shù)纫?此，必須研究開發(fā)適應(yīng)低水耗、低溫、低化學(xué)藥品消耗的高效脫墨劑，能有效脫 除不同印刷方法、不同成分油墨的脫墨劑；開發(fā)能消除生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的大量泡 沫聚積、游離樹脂的析出等生產(chǎn)障礙的助劑如國(guó)外大力開發(fā)了 “樹脂障礙控制 劑” 二次纖維抄成的紙強(qiáng)度較一次纖維差，需加入增強(qiáng)劑加以補(bǔ)償，但一次纖 維所采用的增強(qiáng)劑若用在二次纖維上，效果往往不理想，因此，需研究開發(fā)專用 于二次纖維的化學(xué)品.4

31、. 6發(fā)展能大幅度改善環(huán)境的造紙助劑如開發(fā)先進(jìn)的助留助濾體系，使細(xì)小纖維和填料的流失大幅度降低，采 用中性或近中性施膠使白水中硫酸鋁的含量大幅度減少，從而減少白水的污染負(fù) 荷在生產(chǎn)生活用紙時(shí)，采用暫時(shí)性濕增強(qiáng)劑代替永久性濕增強(qiáng)劑，使其在下水 道中易于分解而不造成污染.4. 7根據(jù)我國(guó)國(guó)情，大力開發(fā)適用于非木材纖維用的造紙化學(xué)品我國(guó)造紙?jiān)系慕Y(jié)構(gòu)中，非木材原料占60%以上，草漿用量約占全世界 草漿總量的75%.由于麥草漿、蘆葦漿等非木材纖維漿纖維短、聚合度低、雜細(xì) 胞含量高、保水值高，以上缺陷不僅影響紙張的質(zhì)量和抄造性能，而且還嚴(yán)重地 影響紙張的印刷適性，造成斷紙、掉毛掉粉、糊版等現(xiàn)象為了克服這些缺點(diǎn)就 急待開發(fā)非木材纖維專用的增強(qiáng)劑、助留助濾劑等各種助劑國(guó)外所開發(fā)的化學(xué) 品尚未有針對(duì)非木材纖維原料的，國(guó)內(nèi)也曾對(duì)英、美、日等國(guó)的增強(qiáng)劑進(jìn)行過應(yīng) 用試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)木漿有明顯效果的增強(qiáng)劑或助留助濾劑，在相同的條件下， 對(duì)草漿等非木材纖維效果甚微.這就更說明國(guó)內(nèi)必須開發(fā)研究非木材纖維專用的 造紙化學(xué)品.參考文獻(xiàn)1 顧民，呂靜蘭，劉江麗，造紙化學(xué)品，北京：中國(guó)石化出版社，20062 安