造紙化學品ppt課件(PPT 40頁)

1、造紙化學品 講課人：游薇1第1頁，共40頁。 造紙的步驟紙漿來源各類化學品的作用選取所需化學試劑造紙紙漿提取方法2第2頁，共40頁。廢紙紙漿的關(guān)鍵是篩選和凈化，除去雜質(zhì)紙漿來源天然纖維紙漿廢舊纖維紙漿合成纖維紙漿3第3頁，共40頁。各類紙漿化學品制漿化學品脫墨劑蒸煮助劑消泡劑漂白助劑紙漿防腐劑樹脂控制劑4第4頁，共40頁。 廢紙紙漿提取紙漿纖維的關(guān)鍵是篩選和凈化，除去雜質(zhì)。 印刷廢紙制漿的關(guān)鍵是脫墨。脫墨劑在廢舊纖維紙漿中的應用5第5頁，共40頁。廢紙脫墨的原理脫墨劑作用于油墨中的黏著劑進行皂化和乳化，破壞油墨中與纖維間的粘結(jié)力使油墨和其它雜質(zhì)與紙纖維脫離，并在分散劑和吸附劑作用下使其不再凝聚

2、在纖維上。再經(jīng)脫墨設備將油墨粒子從中除去。油墨紙漿脫墨劑、溫度、機械作用油墨粒子紙漿纖維6第6頁，共40頁。廢紙脫墨的方法洗滌法（除去油墨粒徑很小、親水性顆粒）浮選法（除去油墨粒徑較大、 憎水性顆粒）短程法（含油墨量很?。?第7頁，共40頁。（1）洗滌法原理：用脫水處理使油墨和紙纖維分離方法脫墨劑廢紙漿水反復洗滌油墨及污物隨水排除紙纖維留在漿中8第8頁，共40頁。（2）浮選法原理：利用紙纖維和油墨的可濕性不同，將可濕性差的油墨浮在漿面除去方法料漿通空氣形成氣泡憎水性的油污吸附在泡沫上聚集在料漿表面9第9頁，共40頁。洗滌法脫墨劑主要成分NaOH分散劑有機試劑防油墨沉積劑表面活性劑及其螯合劑捕集

3、劑浮選法脫墨劑的主要成分10第10頁，共40頁。各類脫墨化學品的作用NaOH 調(diào)節(jié)廢紙漿的Ph至堿性范圍，是油墨中的樹脂皂化和水解，使使油墨從纖維上脫落。分散劑 使廢紙碎解過程中產(chǎn)生的油墨及贓物顆粒在漿料懸浮液中分散的細小一些，便于洗滌和脫水過程中除去。螯合劑 與重金屬離子形成水溶性的絡合物，防止這些重金屬離子對雙氧水的分解作用。11第11頁，共40頁。雙氧水 脫色時增加紙漿的白度（雙氧水破壞油墨粒子表面形成親水新物質(zhì)）捕集劑 將油墨粒子聚集在一起然后附集在空氣泡上除掉。硅酸鈉 鈍化金屬離子 緩沖劑作用，使Ph值穩(wěn)定 潤滑、降低溶液表面張力，有 分散作用，防止油墨再沉積在纖維上。 浮選時使油墨

4、粒徑變大，易于 去除。12第12頁，共40頁。 造紙化學品 蒸煮助劑 13第13頁，共40頁。造紙原料及成分1、原料：植物性纖維2、主要化學成分（1）纖維素（2）半纖維素（3）木素（4）抽出物: 樹脂、果膠、酚類化合物（5）灰分14第14頁，共40頁。 白色或是接近無色的物質(zhì)；為高聚物，其同纖維素和半纖維素一起構(gòu) 成纖維素纖維。支撐植物生長 。 木素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳一碳鍵連接而成的高分子化合物。木素15第15頁，共40頁。蒸煮助劑一.蒸煮的目的及原理 用以加速蒸煮液對纖維原料的滲透或加速脫木素作用，從而縮短蒸煮時間或降低蒸煮溫度、減少蒸煮藥劑的用量、提高紙漿強度或得率的化學品

5、原理： 適當?shù)膶⒃现械哪舅爻ナ估w維分離，同時使纖維和半纖維受到不同程度降解，改善蒸煮條件。16第16頁，共40頁。二、蒸煮過程 滲透與反應階段控制纖維素及半纖維素與堿液的反應溶出階段 溶出階段17第17頁，共40頁。三、蒸煮的方法 主要分為堿法和亞硫酸鹽法 1、堿法蒸煮 堿液（NaOH、Na2Sn）作用于三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的木素使其發(fā)生化學鍵斷裂，并引入親水基。在蒸煮過程加進去的堿起以下幾種作用：與木素起反應，中和木素的酚羥基，占2025%；中和碳水化合物堿性降解的產(chǎn)生的有機酸，占7075%；與樹脂，二氧化硅等少量成分的作用；黑液中保留部分殘堿，使PH值在10以上，防止木素沉淀；少量被纖維吸

6、附。根據(jù)原料的種類，紙漿硬度，強度等質(zhì)量要求來定。18第18頁，共40頁。2、亞硫酸鹽法蒸煮 酸性亞硫酸鹽法，亞硫酸氫鹽法， 中性亞硫酸鹽法，堿性亞硫酸鹽法堿性亞硫酸鹽法原理： R纖維素-CHO+S2-2+ 3OH R纖維素-COO- +2S2-+2H2O 停止剝皮反應,增加了紙漿的得率和強度 亞硫酸鹽使木素發(fā)生水解和磺化。 蒸煮結(jié)束廢液與紙漿需盡快分離，保證紙漿純度。19第19頁，共40頁。四、常用蒸煮助劑 多硫化鈉（Na2Sn）、蒽醌、 亞硫酸鈉（NaSO3）、 羥胺（NH2OH）、 硼氫化鈉（NaBH4）1、多硫化鈉（Na2Sn） 將硫直接加進硫酸鹽蒸煮液中 4S+6NaOH =2 Na

7、2S+ Na2S2O3 +3H2O Na2S+nSNa2Sn+1 或nS+HS-+OH-= S2-n+1 + H2O 20第20頁，共40頁。 由此可見，Na2Sn實際上是Na2S和Sn-1的復合物Na2S-Sn-1,其中一 個S2-有還原性，其它n-1個S0有氧化性, Na2Sn的氧化性則由單質(zhì)硫形成。 21第21頁，共40頁。（二）、蒽醌22第22頁，共40頁。 優(yōu)點： 用量少，無臭，污染性小，制漿 效率快，能耗低，堿和漂白化學品用量低，纖維收率高。 缺點： 所得到的紙和紙板不能用 于食品包裝等方面23第23頁，共40頁。 造紙化學品 -分散劑24第24頁，共40頁。 對于造紙過程來說,纖

8、維特別是長纖維、填料和一些助劑等都是水不溶性的, 它們有在水溶液中自行聚集的趨勢, 而且不同物料之間往往因不相容性而盡量遠離,這樣就難以得到性能均勻、強度理想的紙張。為了解決長纖維在抄造過程中的這一問題在在造紙過程中就要用到分散劑。 為什么要用分散劑？25第25頁，共40頁。分散劑的作用原理 對于造紙過程來說，纖維、填料和一些助劑等都是水不溶性的，它們有在水溶液中自行聚集的趨勢，而且不同物料之間往往因不相容性而盡量遠離，這樣就難以得到性能均勻，強度理想的紙張。加入分散劑則可以使固體粒子表面形成雙分子層結(jié)構(gòu)，層分散劑極性端與水有較強親合力，增加了固體粒子被水潤濕的程度。固體顆粒之間因靜電斥力而遠

9、離，達到良好分散效果。良好的纖維分散劑要求有一定的熱解性，即隨著溫度的升高而逐漸分解，黏度也相應降低，這樣就不會留在已干燥的紙頁上，不會因使用纖維分散劑而影響纖維的原有性能26第26頁，共40頁。分散劑的種類 在造紙工業(yè)中使用的分散劑品種很多， 按照用途來分為三類纖維分散劑 樹脂分散劑 涂布分散劑 27第27頁，共40頁。 1 纖維分散劑 用作纖維分散劑的造紙化學品一般都具有一定的水溶性和親水性， 以及適宜的流變學特性。根據(jù)其作用機理一般分為三大類：水溶性高分子 表面活性劑電解質(zhì)類無機鹽非離子型分散劑， 如脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷，油酸聚氧乙烯脂陰離子型分散劑， 如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，土耳

10、其紅油，纖維素硫酸鈉，烷基二苯醚磺酸鈉，烷基酚聚氧乙烯醚磷酸脂鹽。包括焦磷酸鉀，六偏磷酸鈉等。它是目前在漿料分散方面用得較多的一類。其典型代表為聚氧化乙烯和聚丙烯酰胺。28第28頁，共40頁。水溶性高分子 水溶性高分子， 又稱水溶性樹脂或水溶性聚合物，是一種親水性的高分子材料，在水中能溶解或溶脹而形成溶液或分散液。它是目前在漿料分散方面用得較多的一類。 其典型代表為聚氧化乙烯和聚丙烯酰胺。其中應用合成類高分子作為分散劑時， 分子量的選擇是關(guān)鍵、如對聚丙烯酰胺來講，在低分子量時是分散材料的有效增稠劑，而高分子量時則是重要的絮凝劑。因此， 選擇合適的分子量對漿料分散狀態(tài)的好壞起決定性的影響。29第

11、29頁，共40頁。水溶性高分子種類：30第30頁，共40頁。 PAM 的化學名稱為聚丙烯酰胺,為白色粉末,溶于水,不溶于乙醇、丙酮等有機溶劑。水溶液pH 值在110 時,黏度變化很小,pH 值在10 以上時,黏度顯著增加。作為分散劑使用的一般是它的鈉鹽。由于分子鏈中含有羧基, 對帶負電的纖維素纖維有分散效果,并且在相對分子量為300 萬左右時,能提高漿液黏度,有利于纖維懸浮,故是一種長纖維的高效分散劑。1.1 聚丙烯酰胺（PAM）（PAM）分子式31第31頁，共40頁。PAM 的分散作用機理： 由于PAM 分子鏈中含有羧基,具有降低表面張力的作用,有助于水對固體的濕潤,這對于纖維、填料等在水中

12、的分散特別有利,當PAM 加入漿料時,可以使纖維、填料表面形成雙分子結(jié)構(gòu),外層分散劑極端與水有較強親和力,增加了纖維、填料等固體粒子被水潤濕的程度。纖維、填料等固體顆粒之間因靜電斥力而遠離, 達到良好的分散效果。PAM還可以作為助濾劑 聚丙烯酰胺作為助留助濾劑，合理使用可以獲得以下效果：提高細小纖維和填料留著率，表現(xiàn)在成紙灰分含量提高，定量增加；降低網(wǎng)下白水濃度，加速白水中細小纖維的沉降速度；改善紙料的濾水性能；破壞了成紙的勻度，這是使用PAM 的一個負面效果。32第32頁，共40頁。1.2 聚氧化乙烯（PEO） 聚氧化乙烯（Polythylene oxide）又稱聚環(huán)氧乙烷， 是環(huán)氧乙烷多相

13、催化開環(huán)聚合而成的高分子聚合物, 由環(huán)氧乙烷聚合而成不同聚合度的高分子量物質(zhì)，具有明顯的晶型結(jié)構(gòu)，其聚合物的性能主要取決于平均分子量的大小， 當相對分子量為200600時成稠狀液體， 相對分子量在1000 以上呈蠟狀固體；100 萬以上時呈硫質(zhì)或者硬質(zhì)固體，色澤隨分子量、催化劑、溶劑不同而變化。 33第33頁，共40頁。PEO 作用機理： 以其稀溶液在抄紙機網(wǎng)前箱加入， 可吸附在漿料纖維表面形成一層滑而不黏的水合膜， 使?jié){料纖維具有良好的懸浮性而不致過快沉降，從而使纖維分散和減少絮聚，改善網(wǎng)外觀組織勻度。 聚氧化乙烯的水溶液是一種膠體， 添加后纖維沉降速度減慢，對提高紙頁勻度起到一定作用。 聚

14、氧化乙烯加入后，漿料的打漿度急劇下降，而隨加入量的加大又有回升的趨勢。（這是因為少量加入時降低了水的阻力，濾水加快，增加用量，由于其自身黏度很大， 其加快濾水的程度超過了降低水阻力的作用， 因此又表現(xiàn)為回升。） 加入聚氧化乙烯后打漿度降低，纖維長度有所提高，成紙柔軟度提高，吸水增加，紙張起皺均勻。 打漿時間降低一半，節(jié)約了電能。 上網(wǎng)濃度提高，白水濃度降低，流失減少，并節(jié)約了清水。 由于供漿充足，纖維組織均勻、孔眼少，紙機車速提高，生產(chǎn)能力提高。34第34頁，共40頁。1.3 樹膠 很多樹膠對纖維素纖維有極佳的分散效果。這些樹膠是纖維的保護膠體， 其負電荷在纖維上均勻地分布，能阻止纖維的結(jié)合。

15、當然，它們亦可能提高懸浮介質(zhì)的黏度，使纖維的凝聚作用減少。 1.4 海藻酸鈉 海藻酸鈉是水溶性高分子， 對纖維有顯著分散能力，且黏度穩(wěn)定，分子鏈在高剪切力下不易發(fā)生降解。海藻酸鈉分散纖維的能力特別高， 但是價格較昂貴，所以應用較少。 1.5 其它纖維分散劑 甲基纖維素，羧甲基纖維素，羥乙基纖維素等,都是典型的高分子表面活性劑，可作為纖維分散劑。35第35頁，共40頁。2 樹脂分散劑無機分散劑 表面活性劑高分子分散劑 主要無機極性分散劑有滑石粉，高嶺土，硅藻土等。滑石粉具有弱憎水性，所以可以將憎水性的樹脂粒子吸附在表面上， 減低樹脂的黏度和黏著性， 從而防止相互凝聚。石棉具有正的電位，而硅藻土的

16、比表面積大，并且經(jīng)特殊處理可改變表面電荷，它們都有一定的效果。加入陰離子表面活性劑，可提高樹脂粒子的負電荷密度，增加其穩(wěn)定性，同時由于分散劑的定向吸附，形成水化膜，使樹脂由增水性變?yōu)橛H水性狀態(tài)，加入非離子表面活性劑可有效地分散樹脂，減少相互凝聚或沉淀地趨勢。這一類效果最好的樹脂分散劑有： 脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚，丁基萘磺酸鈉劑甲醛與萘磺酸的縮合物。 用得最多的是聚氧化乙烯, 其他的如甲基纖維素，羧甲基纖維素，羥乙基纖維素,聚丙烯酸鈉等都可以作為樹脂分散劑。36第36頁，共40頁。3 涂布分散劑 涂料中顏料以固體粒子形態(tài)與樹脂、水或溶劑等其他組成混合存在。根據(jù)熱力學的觀點， 這是一個不穩(wěn)定的體系，為了獲得穩(wěn)定而均勻分布的涂料，需要使用分散劑。 分散劑是紙張涂料中最重要的助劑， 其中大多是表面活性劑， 其作用為： 賦予各個顏料粒子電荷，使其相互產(chǎn)生斥力；覆蓋各個顏料粒子表面，起到保護性膠體的作用；在粒子周圍形成高黏度狀態(tài)，防止各個粒子凝集。37第37頁，共40頁。涂布分散劑作用原理： 涂布時涂料配方中一般要加入顏料分散劑，否則涂布層過厚且不均勻。分散劑總的作用是保證涂料中顏料不發(fā)生絮凝和沉降現(xiàn)象， 并