造紙化學(xué)品-其中有濕強(qiáng)劑的詳細(xì)介紹

1、項(xiàng)目六過程化學(xué)品造紙過程化學(xué)品包括用于增強(qiáng)、助留、助濾作用的高分子合成物質(zhì)，這些助劑分別稱作增強(qiáng) 劑、助留劑、助濾劑。充分運(yùn)用新型高效造紙化學(xué)品是造紙工業(yè)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、 降低成 本、減少污染的主要手段。本章介紹干強(qiáng)劑、濕強(qiáng)劑、助留和助濾劑。第一節(jié)干強(qiáng)劑用以增強(qiáng)紙及紙板強(qiáng)度的一類精細(xì)化學(xué)品稱為造紙?jiān)鰪?qiáng)劑，紙張?jiān)鰪?qiáng)劑根據(jù)效果不同，可分為干強(qiáng)劑和濕強(qiáng)劑兩類，其增強(qiáng)機(jī)理亦有所不同。干強(qiáng)劑是造紙工業(yè)中增加紙張強(qiáng)度的另一類重要 化學(xué)品，許多水溶性的，與纖維能形成氫鍵結(jié)合的高聚物都可以成為干強(qiáng)劑。干強(qiáng)劑通常用于補(bǔ)償添加填料或低等級(jí)的纖維（如再生纖維）所引起的紙強(qiáng)度的下降。這里主要介紹幾種造紙工業(yè)中

2、常用 的干強(qiáng)劑，以及有關(guān)干強(qiáng)劑的最新研究發(fā)展方向。增強(qiáng)劑的增強(qiáng)機(jī)理。天然和合成干強(qiáng)劑大部分都是親水性高分子，這些高分子分散在纖維之間增加了纖維問成鍵數(shù)量，從而達(dá)到提高紙張強(qiáng)度的目的。大多的 干強(qiáng)劑都含有接在主鏈環(huán)上的陽(yáng)離子基團(tuán)，這樣就增加了聚合物和纖維間的結(jié)合力，提高了聚合物 的留著性。目前常用的干強(qiáng)劑有天然聚合物如淀粉及其改性物（如陽(yáng)離子淀粉、陰離子淀粉）、合成聚合物如聚丙烯酰胺、乙二醛聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等以及其它水溶性天然產(chǎn)物類干強(qiáng)劑。在大多數(shù)情況下，僅加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 1 %0. 35 %的該類物質(zhì)就可達(dá)到有效的干強(qiáng)效果。我國(guó)目前則 以陰離子聚丙烯酰胺和改性淀粉為主。紙的強(qiáng)度是受多種因

3、素影響的，首先取決于成紙中纖維間的結(jié)合力和纖維本身的強(qiáng)度，以及紙中纖維的排列和分布。而最主要的是纖維間結(jié)合力，纖維的結(jié)合力 一般有四種：化學(xué)鍵、氫鍵、范德華力和纖維表面交織力。其中氫鍵結(jié)合力是紙張結(jié)合強(qiáng)度產(chǎn)生的 主要方式，纖維素分子的羥基相當(dāng)多，由無數(shù)微纖維相互間形成的氫鍵結(jié)合力是很大的，這是干強(qiáng)度 產(chǎn)生的主要原因。干強(qiáng)劑從其分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來看大都是含有多羥基的高分子聚合物，這就是與纖維素分子間形成氫鍵結(jié)合的基礎(chǔ)，干強(qiáng)劑分子中的氫鍵形成基團(tuán)與纖維表面的羥基形成氫鍵。如淀 粉的自由葡萄糖羥基參與了纖維表面纖維素分子氫鍵的形成，所以淀粉增加了內(nèi)部纖維的結(jié)合力，在兩束纖維間的自然結(jié)合面上增加了氫鍵的

4、數(shù)量。同時(shí)干強(qiáng)劑對(duì)紙頁(yè)成形過程有一定的改進(jìn)作用，干強(qiáng)劑此時(shí)起高效分散劑的作用，即干強(qiáng)劑使?jié){中纖維分布更均勻，提供了更多的纖維間以及纖維 與高分子間結(jié)合，從而提高了干強(qiáng)度。 1 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺是丙烯酰胺均聚或與其它單體共聚而生成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%上的水溶性高分子，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下圖。由于 PAM勺水溶性及主鏈上酰胺基的活潑性，使其CH-CH-CH-CH- CH-CH * I * I * I CONH. CONH. CONH. 具有廣泛的應(yīng)用性能，用量最大的領(lǐng)域是油田的三次采油， 其次是水處理和造紙。它是一種發(fā)展很 快的精細(xì)化工產(chǎn)品，目前有幾千個(gè)品種。它的生產(chǎn)方法主要有3種:水溶液聚合法、反相

5、乳液聚合法和輻射聚合法。水溶液聚合法是生產(chǎn)聚丙烯酰胺的傳統(tǒng)方法，采用該法可以生產(chǎn)聚丙烯酰胺膠體和粉狀產(chǎn)品。 一般聚丙烯酰胺膠體采用8%-10油烯酰胺水溶液在引發(fā)劑作用下直接聚合而得；聚丙烯酰胺干粉 則多用25%-30油烯酰胺溶7帖1行聚合：聚合后得到的聚丙烯酰胺膠體經(jīng)造粒、捏合、干燥、粉碎 后制得產(chǎn)品。其中的聚合反應(yīng)是關(guān)鍵工序。如圖示。AM共聚單體反應(yīng)派配葡j 調(diào)溫、調(diào)pH值催化劑處理劑潤(rùn)滑油熱空氣聚合反應(yīng)形成膠體研磨，造 粒、后處理干燥、粉碎.包裝該法具有生產(chǎn)安全、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單以及生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)， 是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)聚丙烯酰胺普 遍采用的方法。我國(guó)采用該法生產(chǎn)聚丙烯酰胺最早采用手工作坊式的

6、盤式聚合，后來采用捏合機(jī)。20世紀(jì)80年代后期開發(fā)了錐形釜聚合工藝， 由核工業(yè)部五所在江都化工廠試車成功。20世紀(jì)90 年代從國(guó)外引進(jìn)的聚合技術(shù)，類似于國(guó)內(nèi)的技術(shù)， 只是反應(yīng)釜可以旋轉(zhuǎn)，聚合釜的容積也較大， 可 以達(dá)到5000升。乳液聚合是聚丙烯酰胺合成的另外一個(gè)比較重要的方法，其常規(guī)操作是將丙烯酰胺水溶液分散在汽油等有機(jī)溶劑中，劇烈攪拌，使溶液形成分散均勻的乳液體系，而后加入引發(fā)劑引發(fā)丙烯酰胺反應(yīng) 得到聚丙烯酰胺。這種方法的特點(diǎn)是高聚合速率、高轉(zhuǎn)化率條件下可以得到高相對(duì)分子質(zhì)量的產(chǎn)品 （乳膠或者干粉）。反相乳液聚合法是指水溶性的丙烯酰胺借助表面活性劑（多采用非離子型表面活性劑）的作用 使丙烯

7、酰胺單體分散在油相中形成乳化體系，在引發(fā)劑作用下進(jìn)行乳液聚合，形成穩(wěn)定的高分子量 速溶的聚丙烯酰胺膠乳產(chǎn)品，經(jīng)共沸蒸儲(chǔ)脫水后得到粉狀聚丙烯酰胺。由于聚合反應(yīng)是在分散于油 相中的丙烯酰胺微粒中進(jìn)行，因而在聚合過程中放出的熱量散發(fā)均勻，反應(yīng)體系平穩(wěn)，易控制， 適 合于制備高分子量且分子量分布窄的聚丙烯酰胺膠乳或干粉型產(chǎn)品。輻射引發(fā)法是丙烯酰胺單體在紫外線或射線引發(fā)直接聚合得到固體聚丙烯酰胺產(chǎn)品。該法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，但設(shè)備投資大，且所得產(chǎn)品分子量分布很寬，故目前還沒有進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。聚丙 烯酰胺合成條件復(fù)雜，溫度、單體濃度、引發(fā)劑種類及濃度、體系 pH值、助劑、水解條件等都強(qiáng)烈 影響產(chǎn)品的質(zhì)量。一

8、般低溫（010C）、較低引發(fā)劑濃度、合適單體濃度（20%35%）及pH值（6 11），恰當(dāng)?shù)乃舛取⑺鈺r(shí)間和溫度，是合成相對(duì)分子質(zhì)量高的聚丙烯酰胺的必要條件。引發(fā)劑和 助劑的加入更加重要。目前廣泛應(yīng)用于AM聚合的引發(fā)劑主要有氧化-還原引發(fā)劑和偶氮類熱分解引發(fā)劑，常用的氧 化-還原引發(fā)劑主要有過硫酸鹽、有機(jī)過氧化物-亞硫酸（氫）鹽、硫代硫酸鹽或偏重亞硫酸鹽的組 合，過硫酸鹽、有機(jī)過氧化物-有機(jī)叔胺的組合，高價(jià)金屬離子-有機(jī)還原劑的組合等。熱分解引 發(fā)劑是分子中含有弱鍵的化合物，主要有無機(jī)、有機(jī)過氧化物和有機(jī)偶氮類。如偶氮二異丁月青（ABN） 及其水溶性衍生物。偶氮類引發(fā)劑的分解特點(diǎn)是，需要較高

9、的溫度，分解反應(yīng)為動(dòng)力學(xué)一級(jí)反應(yīng)， 只產(chǎn)生一種自由基，幾乎無鏈轉(zhuǎn)移。因此偶氮類引發(fā)劑即使在較高溫度下引發(fā)AM聚合，也不會(huì)造成PA附目對(duì)分子質(zhì)量很大程度上的損失，單純用偶氮類合成PAM也能得到相對(duì)分子質(zhì)量1000萬2000 萬的產(chǎn)品。ABNft我國(guó)超高相對(duì)分子質(zhì)量HPAM勺合成中被廣泛使用。為了得到各方面性能優(yōu)異的產(chǎn)品，反應(yīng)體系中加入合適的各種助劑是必不可少的。 合成PAM寸， 往往超高相對(duì)分子質(zhì)量與交聯(lián)是相互矛盾的，超高的相對(duì)分子質(zhì)量需要保持低的引發(fā)劑濃度，這會(huì) 導(dǎo)致交聯(lián)現(xiàn)象的發(fā)生。甲酸鈉或異丙醇是被廣泛使用的鏈轉(zhuǎn)移劑。這些小分子可以阻止交聯(lián)發(fā)生，改善產(chǎn)品水溶性能，但是也會(huì)削弱相對(duì)分子質(zhì)量的增

10、長(zhǎng)，因此必須有一個(gè)合適的濃度范圍。尿素也被 發(fā)現(xiàn)能極大地改善水溶性，而且在很大的濃度范圍內(nèi)對(duì)產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量幾乎沒有什么影響，所以也被廣泛應(yīng)用。另外，有人也用無機(jī)鹽如Na2 SO4 （NH4 ） 2 SO4、以及有機(jī)表面活性劑如 Span20 Tween20 OP210十二烷基磺酸鈉等改善水溶性，取得了不錯(cuò)的效果，并發(fā)現(xiàn)有一些物質(zhì)能提高反應(yīng) 速率或提高產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量，因?yàn)檫@些助劑如無機(jī)鹽等對(duì)鏈增長(zhǎng)由基有絡(luò)合作用，可改變鏈增長(zhǎng) 自由基的活性，因此，助劑的選擇也是一個(gè)值得研究的領(lǐng)域。PAM是丙烯酰胺(AM)共聚或與其它單體共聚而生成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 50 %以上的水溶性高分子。根據(jù)官能團(tuán)類型,PAM

11、可分為非離子型、陰離子型(APAM)、陽(yáng)離子型(CPAM)和兩性型4類。PAM 具有易水解、使用方便、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，它可用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑、助留助濾劑等。但PAM呈電中性， 不能有效地吸附在紙漿中的纖維上，因此用作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑時(shí)需進(jìn)行離子化處理。常用的方法有：通過 酰胺基水解得到含部分竣基的陰離子型聚丙烯酰胺 (APAM);通過Hofmann降解反應(yīng)或Mannich反 應(yīng)生成陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺(CPAM);或通過丙烯酰胺和其它單體共聚生成陰離子型、陽(yáng)離子型或兩 性聚丙烯酰胺。目前，國(guó)內(nèi)外大都采用水溶液聚合法。但產(chǎn)品品種單一 ，有效成分含量低(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約8 %),使用效 果差，實(shí)際應(yīng)用成本過高，因此

12、限制了國(guó)內(nèi)對(duì)PAM的使用。改性的干強(qiáng)劑目前的研究十分活躍，如以 丙烯酰胺、丙烯月青、丙烯酸和促進(jìn)劑(MPA)為原料合成兩性聚丙烯酰胺紙用干強(qiáng)劑，結(jié)果表明，生產(chǎn) 的干強(qiáng)劑與國(guó)內(nèi)其它廠家同類產(chǎn)品相比，增強(qiáng)效果較好。以水溶液共聚合法合成的甲基丙烯酰氧乙 基三甲基氯化俊/丙烯酰胺/馬來酸(DMC/ AM/ MA)三元共聚物，制得適合封閉循環(huán)抄紙條件的兩性 聚丙烯酰胺，抄片實(shí)驗(yàn)表明其在封閉循環(huán)條件下增強(qiáng)效果已達(dá)到進(jìn)口兩性聚丙烯酰胺增強(qiáng)劑水平,比陽(yáng)離子聚丙烯酰胺有明顯的抗陰離子垃圾干擾能力。以丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化俊 (DDAC) 為主單體通過自由基共聚反應(yīng)合成了水包水型陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAA)

13、乳液增強(qiáng)劑，結(jié)果表明，助劑使紙頁(yè)表面纖維分散狀態(tài)得到改善，斷口處纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)表明纖維間的作用得到了加強(qiáng)。以醋 酸乙烯酯(VAc )、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、二甲基二烯丙基氯化俊(DAD2MAC卜丙烯酰 胺(AM)為單體,采用乳液聚合法合成了陽(yáng)離子聚丙烯酸酯乳液紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。該聚合物乳液增強(qiáng)劑對(duì)龍須草漿和廢紙漿的增強(qiáng)效果較漂白針葉木漿顯著。目前，CPAM已開發(fā)成功，但存在性能不穩(wěn)定、價(jià)格較高等問題。兩性PAM和PAM接枝共聚物仍處于研究階段，尤其適用于草類和廢紙?jiān)显旒埖?高效PAM增強(qiáng)劑急待開發(fā)。聚丙烯酰胺制備舉例。本實(shí)驗(yàn)是采用丙烯酰胺在過硫酸俊的引發(fā)下合成聚丙烯酰胺，反應(yīng)方程如下

14、：(NH 4)2S2O 8n CH 2=CHCH 2CH z-nIICONH 2CONH 2在100mL燒杯中加入10.0g丙烯酰胺和80mL蒸儲(chǔ)水，攪拌溶解。再把燒杯置于恒溫水浴中，慢慢攪拌升溫至60C,準(zhǔn)確稱取0.050 D001g過硫酸俊，用10mL蒸儲(chǔ)水溶解，然后倒入100mL 燒杯中，反應(yīng)0.51h,冷卻，出料得產(chǎn)品。2.其它造紙干強(qiáng)劑實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的主要干強(qiáng)劑還有淀粉， 有關(guān)淀粉的詳細(xì)內(nèi)容見表面施膠劑章節(jié)。 另外還包括 殼聚糖、瓜爾膠、CMC聚乙烯醇(PVA)等。但一般情況下仍需對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行一定的改性才能使 其具有更好的效果，比如以乙二醛改性的聚乙烯醇，用于表面施膠可顯著提高紙張

15、的耐折度，抗張強(qiáng) 度以及撕裂度等干強(qiáng)性能，是一類極具發(fā)展?jié)摿Φ母蓮?qiáng)劑 。目前，國(guó)外對(duì)干強(qiáng)劑的研究主要集中在 新工藝、新產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用上，如將PAM膠乳用來表面涂布和內(nèi)部添加均獲得較好的增強(qiáng)效果 ；將 PAE丙烯酸單體、苯乙烯和丁二烯進(jìn)行乳液聚合得到的產(chǎn)物具有良好的濕強(qiáng)效果；將瓜兒膠或羥丙基瓜兒膠與乙烯基單體的接枝共聚，以利于發(fā)揮天然高分子和合成高分子的優(yōu)勢(shì)，以適應(yīng)綠色環(huán)保 理念和造紙工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求 29 。而我國(guó)對(duì)膠乳類增強(qiáng)劑的研究主要集中在非離子型和陽(yáng)離 子型上。今后研究重點(diǎn)在于高效、價(jià)廉乳液類增強(qiáng)劑的開發(fā)與應(yīng)用。比較新型的干強(qiáng)劑有采用聚丙烯酰胺（PAM）的Hofmann降解反應(yīng)制得聚乙

16、烯胺（PVAm）,對(duì)漂白闊葉木漿、漂白針葉木漿、混合 木漿、脫墨漿和廢紙漿均有很好的增強(qiáng)作用30 ;有以丙烯酰胺（AM）、二甲基二烯丙基氯化錢 （DDAC）、22甲基丙烯猷氧乙基三甲基氯化錢（DMC）、丙烯酸（AA）為原料合成的多功能造紙助劑 共聚物，具有使紙張干強(qiáng)度明顯增加和濾水時(shí)間顯著縮短的效果。也有采用將一種或者幾種增強(qiáng)劑 與Al2（SO4 ） 3或施膠劑聯(lián)用，也對(duì)紙張強(qiáng)度的增加有一定的提升作用。例如以苯酚、甲醛與三乙 胺反應(yīng)得到胺基改性酚醛樹脂，再加入陽(yáng)離子淀粉，則具有協(xié)同增強(qiáng)作用效果，抗張指數(shù)和環(huán)壓指數(shù) 都有很大的提高。HDS是一類多元共聚的兩性聚丙烯酰胺，以丙烯酰胺單體為基礎(chǔ)，根據(jù)

17、不同用途添 加不同種類和不同量的水溶性陽(yáng)離子、陰離子單體，加入各種助劑，在水溶液條件下交替共聚得到的 干強(qiáng)劑。王琳34 以水為介質(zhì)，以陽(yáng)離子淀粉和窄分子量陰離子聚丙烯酰胺為單體 ，通過水溶液聚 合，制備了穩(wěn)定的陽(yáng)離子淀粉2窄分子量陰離子聚丙烯酰胺的接枝共聚物為主的聚合物溶液，用于中性抄紙有很好的效果。將陽(yáng)離子淀粉與窄分子量陰離子聚丙烯酰胺接枝來制備紙張?jiān)龈蓮?qiáng)劑彌補(bǔ) 了兩者的不足之處。聚合物分子量大大增加，支鏈上無數(shù)個(gè)酰胺基與紙漿纖維素分子的羥基形成氫 鍵結(jié)合，有較強(qiáng)的吸附作用。此外，對(duì)于PAM與其它增強(qiáng)劑的共用和兩性 PAM的研究是近來國(guó)內(nèi)外 發(fā)展的重要趨勢(shì)，如將CPAMffi陰離子瓜爾膠共用

18、PAE PAMffi水共混；將丙烯酸、丙烯酰胺、陽(yáng) 離子單體和少量交聯(lián)劑在引發(fā)劑作用下共聚等。第二節(jié)濕強(qiáng)劑紙張強(qiáng)度取決于纖維本身的強(qiáng)度和纖維間聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度以及紙中纖維的排列和分布，即紙中纖維間的結(jié)合力和纖維本身，其中最主要的是纖維間結(jié)合力。這種結(jié)合力主要是氫鍵的結(jié)合力，纖維素 纖維形成氫鍵的能力在于纖維素羥基的存在，纖維之間氫鍵的結(jié)合使紙頁(yè)中的纖維在沒有粘合劑的 情況下相互結(jié)合給紙頁(yè)一定的強(qiáng)度。經(jīng)濕強(qiáng)劑處理過的紙張，在其內(nèi)部既有纖維與纖維的交織，又有加入的聚合物分子通過紙的干燥 處理而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的聚合物之間的化學(xué)交聯(lián)，以及聚合物與纖維間的化學(xué)交聯(lián)，使得紙張?jiān)谒?不易膨脹，限制了潤(rùn)脹，而產(chǎn)生濕

19、強(qiáng)度。濕強(qiáng)機(jī)理是聚合物分子相互交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包裹在纖維周 圍，束縛了纖維的潤(rùn)脹，保持了紙的濕強(qiáng)度；同時(shí)這些高聚物可與纖維間以共價(jià)鍵或離子鍵結(jié)合， 這些鍵在數(shù)量和強(qiáng)度方面都足以克服纖維與水的相互作用，使紙張保持一定強(qiáng)度。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是單獨(dú)應(yīng)用濕強(qiáng)劑并不能達(dá)到濕強(qiáng)劑的最佳效果，必須與助留助濾劑配合使用，濕 強(qiáng)助劑才能盡量多地保留在紙頁(yè)中發(fā)揮作用，同時(shí)可增加填料和細(xì)小纖維的留著。濕強(qiáng)劑主要分兩大類，即以 MF和UF為代表的酸性熟化樹脂和以PPE為代表的堿性熟化樹 脂，后者的優(yōu)越性較多。這里將討論幾個(gè)主要的增強(qiáng)劑：聚酰胺環(huán)氧氯丙烷（ PAE）、陽(yáng)離子型聚 丙烯酰胺（CPAM）、聚胺類（PA）和殼聚糖類、

20、甲醛樹脂又可分為胭-甲醛樹脂（UF樹脂）和 三聚鼠胺-甲醛樹脂（MF樹脂）。濕強(qiáng)劑加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5 %1.0 %（對(duì)絕干纖維）。陽(yáng)離子型月尿醛樹脂IT甲醛樹脂屬于熱固性樹脂，可分為非離 子、陰離子、陽(yáng)離子和兩性 UF樹脂。離子型UF 樹脂的水溶性大大提高，陰離子和兩性UF樹脂需要通過硫酸鋁吸附于纖維，陽(yáng)離子UF樹脂可直接 吸附到纖維上。由于月尿醛樹脂中有游離的甲醛析出，近年來的應(yīng)用不斷減少。目前，一些研究者開始試驗(yàn)改性的月尿醛樹脂。如以乙二醛部分或全部替代甲醛合 成月尿醛樹脂的合成條件以及產(chǎn)物對(duì)紙張產(chǎn)生的濕增強(qiáng)效果，結(jié)果表明，以乙二醛完全替代甲醛合成的乙二醛/尿素樹脂對(duì)紙張的濕強(qiáng)性能有明

21、顯的改善，同時(shí)又完全沒有甲醛的污染，適于用作紙張 濕強(qiáng)劑。陰離子月尿醛樹脂能用于增加由未漂化學(xué)漿生產(chǎn)的紙和紙板的濕強(qiáng)度和干強(qiáng)度，它們主要應(yīng)用于硫酸鹽漿紙袋紙和低定量皺紋牛皮紙。 使用陰離子月尿醛樹脂的一個(gè)重要好處是獲得較好的經(jīng)濟(jì) 效益。陰離子月尿醛樹脂用硫酸鋁來定著時(shí)，硫酸鋁的需求量可高達(dá)質(zhì)量分?jǐn)?shù) 3 %。陰離子月尿醛樹脂 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為0. 5 % 3 %（以固體表示，對(duì)絕干漿）,為了獲得最佳濕強(qiáng)度，白水p H值必須為 4. 55。陽(yáng)離子月尿醛樹脂比陰離子月尿醛樹脂有更廣泛的適用性。由于它們帶有陽(yáng)電荷 ，因此不需 要加入硫酸鋁就能吸附到紙漿纖維上，包括漂白漿纖維。添加硫酸鋁確實(shí)對(duì)濕強(qiáng)度有一

22、定程度的增 加，但是增加的程度不像用陰離子樹脂那樣大。三聚鼠胺甲醛樹脂MF樹脂是三聚鼠胺與甲醛反應(yīng)所得到的聚合物。MF樹脂內(nèi)含有羥甲基,能在纖維束間形成醴化結(jié)構(gòu)。這種不同分子間的交聯(lián)而產(chǎn)生抗水性，使紙頁(yè)取得增濕強(qiáng)度效果，故在造紙工業(yè)中主要作濕 強(qiáng)劑、抗水劑。用作造紙工業(yè)中的主要是三羥甲基三聚鼠胺。但由于其穩(wěn)定性、水溶性及游離甲醛含量均不理想且對(duì)紙張的白度和耐久性有不良影響 ，故日前廣泛使用的是改性的 MF樹脂。利用尿 素和甲醛發(fā)生環(huán)化反應(yīng)生成的預(yù)聚體對(duì) MF樹脂進(jìn)行改性，得到了一種高含固量造紙用濕強(qiáng)劑。改 性后的三聚鼠胺甲醛樹脂能明顯提高紙張的濕 /干拉強(qiáng)度，可與水任意比例互溶，儲(chǔ)存穩(wěn)定性達(dá)半

23、 年以上。目前，國(guó)內(nèi)外這一領(lǐng)域研究主要集中在使用小分子醇類，如甲醇、丁醇等作為醴化劑與少量 陽(yáng)離子改性劑在對(duì)甲苯磺酸催化下，封閉其活性基團(tuán)，防止凝膠，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。陰離子改性 MF 樹脂主要是磺化三聚鼠胺樹脂。相比之下氨基磺酸鹽改性的樹脂效果較好，應(yīng)用廣泛。該類產(chǎn)品可 在酸性、中性或堿性條件下固化，既可在漿內(nèi)添加，又可在涂布中配用。目前，由于改性劑與甲醛反 應(yīng)有沉淀和結(jié)晶析出并且難以濾去，因此這類產(chǎn)品尚待改進(jìn)。用陽(yáng)離子試劑如三乙醇胺、二甲胺等 改性的MF樹脂具有正電性，能較快的被纖維吸附，可在較高p H下固化，避免了普通MF樹脂對(duì)紙 張白度和耐久性的不良影響。故陽(yáng)離子型樹脂在造紙工業(yè)中廣泛用

24、作濕強(qiáng)劑。日前國(guó)內(nèi)外這一領(lǐng)域主要研究的是使用小分子醇類，如甲醇、丁醇等作為醴化劑與少量陽(yáng)離子改性劑在對(duì)甲苯磺酸催化 下，封閉其活性基團(tuán)，防止凝膠提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。制備了一種醴化改性的MF樹脂，結(jié)果表明，制備的 改性MF濕強(qiáng)劑對(duì)紙張物理性能有顯著增強(qiáng)作用，將其與聚酰胺聚胺環(huán)氧氯丙烷（PAE）復(fù)配應(yīng)用于 抄片中，不但顯著提高了紙張的濕強(qiáng)度、干抗張強(qiáng)度、施膠度等性能 ，而且拓寬了改性MF的p H使 用范圍，減少了酸用量，有利于在中性條件下抄紙。陽(yáng)離子改性MF樹脂也廣泛用作為涂布加工紙的 抗水劑，能賦予銅版紙涂布白紙板較高的濕強(qiáng)度和抗?jié)衲Σ列?，此外還可作為紙張的熱穩(wěn)定劑。隨著 各種特種紙張需求量的加大

25、及三聚鼠胺甲醛樹脂及衍生物制備工藝的成熟，相信這類物質(zhì)在造紙工業(yè)中將會(huì)有更為廣泛的應(yīng)用。近年來 MF樹脂中的游離甲醛含量日益受到更多的關(guān)注，同時(shí)其貯存 穩(wěn)定性是這類產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)，而提高固含量則可提高M(jìn)F樹脂使用的經(jīng)濟(jì)效益。目前對(duì)三聚鼠胺 甲醛樹脂的研究熱點(diǎn)便是降低甲醛含量、提高耐貯存穩(wěn)定性和提高固含量。聚酰胺環(huán)氧氯丙烷（PAE濕強(qiáng)劑-己二酸銷售PAE樹脂是可在較寬p H范圍使用的強(qiáng)陽(yáng)離子性、高分子量的濕強(qiáng)劑。有較強(qiáng)的自固著性，對(duì)含較多陰離子雜質(zhì)或高鹽濃度的環(huán)境有優(yōu)良的耐性 ，從而能在這樣苛刻的條件下發(fā)揮良好的增濕強(qiáng) 效果。PAE樹脂在提高濕強(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

26、返黃小、耐熱性 也較好，廣泛應(yīng)用于紙巾、液體包裝用紙、照相原紙等紙種的生產(chǎn)中?？稍谥?/微堿性條件固化、 且不含甲醛的PAE樹脂，由于使用方便，有較好的效果，目前也已成為造紙助劑的研究熱點(diǎn)之一。 亞 胺基及胺基上氮易與尿素發(fā)生脫氨化反應(yīng)的原理制得了高含固量、穩(wěn)定性好的聚月尿改性聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷，結(jié)果表明，穩(wěn)定性好的聚月尿改性聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷 （PUAE）具有明顯的增濕強(qiáng)效 果。也有采用松香對(duì)PAE進(jìn)行改性的，同樣取得了理想的效果。采用兩步法并加入乙醇胺（EA）和 交聯(lián)劑水溶性環(huán)氧樹脂（WEP）對(duì)PAE進(jìn)行改性，采用陰離子聚丙烯酰胺（APAM）作助留齊和陽(yáng)離 子改性PAE同時(shí)應(yīng)用于棉漿抄

27、紙，研究結(jié)果表明，成紙的濕強(qiáng)度可達(dá)39. 8 %以廉價(jià)的改性劑M替 換部分二乙烯三胺對(duì)PAE樹脂進(jìn)彳T改性，降低生產(chǎn)成本的同時(shí)改性樹脂的性能也達(dá)到紙廠的要求。 將PAE樹脂與其它增強(qiáng)劑配合使用，在一定的條件下，可取得更好的效果。如將兩性聚丙烯酰胺和 陽(yáng)離子聚酰胺環(huán)氧氯丙烷組成的雙元增強(qiáng)系統(tǒng)，不但具有良好的增強(qiáng)效果，同時(shí)能改善漿料的濾水 速度，能抵抗系統(tǒng)中高的剪切力，是一種市場(chǎng)前景廣闊的濕部增強(qiáng)劑。雙組分造紙助留增強(qiáng)劑的研制 和應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)的助留劑和增強(qiáng)劑J單獨(dú)使用提出了挑戰(zhàn)，對(duì)改進(jìn)造紙工藝，提高紙品產(chǎn)量和質(zhì)量產(chǎn)生 了積極作用，它的推廣應(yīng)用，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。對(duì) PAE樹脂的應(yīng)用

28、需進(jìn)一步提 高對(duì)其安全性的認(rèn)識(shí)。在PAE的產(chǎn)品中，含有少量來自環(huán)氧氯丙烷的副產(chǎn)物，該副產(chǎn)物是低分子量 有機(jī)氯化物，毒性大?，F(xiàn)已開發(fā)出能維持原增濕強(qiáng)效果，而在產(chǎn)品中這類化合物含量極少的 PAE產(chǎn) 品。4、聚乙烯亞胺（PEI）聚乙烯亞胺是目前應(yīng)用最多、效果得到公認(rèn)的陽(yáng)離子型濕強(qiáng)劑，它是由乙烯亞胺在酸性催化劑（如CO2，草酸）存在的條件下聚合生成的大分子，分子中大約含有1 ： 2 ： 1的伯、仲、叔氨基。其合成如下:CH2NH2CH2NH NaOH口山n |+ nH2SO4 *- nn ZNHch2ohch20solh2c催化劑，,N 二(CH2CH2NH ) -Mh2czPEI是一種水溶性高分子，

29、可以任意比例與水混合，使用時(shí)通常是直接加入漿內(nèi)，無需另加明研來提 高其留著率，這是因?yàn)榫垡蚁﹣啺肪酆衔锓肿渔溨泻卸鄠€(gè)陽(yáng)離子基團(tuán)，本身在紙漿體系中呈陽(yáng)離 子性,能夠與纖維素的羥基產(chǎn)生靜電吸引，形成次價(jià)力交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于聚乙烯亞胺的作用機(jī)理，可以認(rèn)為PE I是通過生成較強(qiáng)的原子間的鍵合而產(chǎn)生 增濕強(qiáng)效果，而并不是通過均交聯(lián)或共交聯(lián)作用形成一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而是認(rèn)為PEI的陽(yáng)離子基團(tuán)與纖維素的竣基基團(tuán)形成一種很強(qiáng)的離子橋，從而起到增濕強(qiáng)作用。5 其它濕強(qiáng)劑由于或多或少含有殘余的游離甲醛，且目前各國(guó)造紙工業(yè)正在逐步由酸性轉(zhuǎn)變?yōu)橹行曰驂A性抄 紙工藝，適合于酸Tt造紙的UR MF樹脂逐步減少。許多傳統(tǒng)的濕強(qiáng)樹

30、脂對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響，鑒于環(huán)境保護(hù)的因素，開發(fā)新一代無污染的濕強(qiáng)劑是今后勢(shì)在必行的發(fā)展趨勢(shì)。聚竣酸就是適應(yīng)這種趨 勢(shì)的一種新型環(huán)保型濕強(qiáng)劑。作為一種新型環(huán)保型濕強(qiáng)劑，其對(duì)紙張的增強(qiáng)效果已得到充分的肯定， 盡管還存在一些不足之處，但通過一定的手段，開發(fā)出更有效的聚竣酸濕強(qiáng)劑也極有可能。因此 ，聚 竣酸是一種值得進(jìn)一步研究，且有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和廣泛使用的新型高效環(huán)保型濕強(qiáng)劑。殼聚糖是地 球上存在數(shù)量巨大的含氮天然有機(jī)化合物甲殼素，與纖維素有類似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，是一種優(yōu)良的造紙 化學(xué)助劑。如對(duì)殼聚糖進(jìn)行化學(xué)改性，引入羥丙基非離子基團(tuán)，制備出水溶性殼聚糖衍生物羥丙丙基 殼聚糖，將其作為造紙濕部添加劑能夠有效

31、地加強(qiáng)纖維間的氫鍵結(jié)合，有助于提高紙張的物理強(qiáng)度。目前有關(guān)環(huán)保型濕強(qiáng)劑的研究國(guó)外已經(jīng)開始，中國(guó)對(duì)這方面的研究仍處于起步階段。其它的濕強(qiáng)劑 如雙醛淀粉、乙二醛-丙烯酰胺接枝共聚物劑、戊二醛類、聚乙烯亞胺等濕強(qiáng)劑的研究也取得了可 喜的成果。相信在科研工作者的不斷努力下，將會(huì)開發(fā)出更多的造紙濕強(qiáng)劑，有關(guān)造紙濕強(qiáng)劑的研究 也會(huì)取得更大的進(jìn)步。幾種主要的濕強(qiáng)劑制備。聚酰胺環(huán)氧氯丙烷（PAE的制備：20世紀(jì)60年代，PAE樹脂開始應(yīng)用于造紙工業(yè)，目前已成為應(yīng)用最為廣泛的濕強(qiáng)劑。 它的制備方法 是通過二元酸和三元胺的反應(yīng)生成聚酰胺，然后用環(huán)氧氯丙烷對(duì)聚酰胺進(jìn)行處理，得到可烷基化的 仲氨基，這種基團(tuán)會(huì)自身烷基

32、化，形成3 -羥基氮雜環(huán)丁烷基團(tuán)水溶性、陽(yáng)離子樹脂。該樹脂特點(diǎn)：1） 無毒無味，不含甲醛類的濕強(qiáng)劑；2）可在pH值410的范圍內(nèi)廣泛使用;3）具有高效濕強(qiáng)效果， 當(dāng)用量在0.5 %1.0 %時(shí)，相對(duì)濕強(qiáng)度可達(dá)14 %左右，因而用量少；4）其損紙回收容易，可在pH值 10條件下進(jìn)行打漿；5）具有良好的吸附性能，較高的干強(qiáng)度和暫時(shí)的濕強(qiáng)度；6）含PAE的紙頁(yè)剛 度低。這種樹脂的制備方法大致可分為，一步法和兩步法2類。1 一步法制備在含水介質(zhì)中使多胺和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)至希望達(dá)到的分子質(zhì)量為止，然后利用添加的酸，在酸性條件下對(duì)反應(yīng)進(jìn)行稀釋或穩(wěn)定化。具體實(shí)施例：向燒杯中添加2.31 mol環(huán)氧氯丙烷，其中

33、帶有約相同質(zhì)量的水，將溫度調(diào)節(jié)至 24 C。在30 min內(nèi)向該混合物中添加1 mol的多亞烷基多胺（1 , 6 -六亞甲基二胺），同時(shí)將反應(yīng)混合物的溫度維持在約 40 C以下。然后添加水以稀釋該反應(yīng)，使總的固含量約為54 % ,由于反應(yīng)放熱，使反應(yīng)混合物升溫至約50 C。然后將混合 物加熱至約85 C,混合物粘度有所增加。這時(shí),再添加水使固含量約為46 % ,并將溫度調(diào)節(jié)至 76C。保持該溫度，直至達(dá)到所需粘度為止。停止加熱，添加水使固含量約為38 %冷卻至約35 C 之后，利用濃硫酸將pH值調(diào)節(jié)至約2.75。得到的六亞甲基二胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂是高度支化的、 不規(guī)則結(jié)構(gòu)，并包含許多不同的官能

34、團(tuán)。2、兩步法制備第1步是二元竣酸或竣酸衍生物(例如己二酸)和多胺(例如二乙烯三胺)先形成聚酰胺預(yù)聚 物。然后第2步，在水溶液中使該預(yù)聚物與環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到所希望的分子質(zhì)量或粘度 值時(shí)，通過添加酸對(duì)反應(yīng)進(jìn)行稀釋或穩(wěn)定化。根據(jù)合成聚酰胺預(yù)聚物的方法不同，兩步法又可分為經(jīng)典法和酶催化法。1)經(jīng)典法(一般所說的兩步法)第1步，預(yù)聚物的合成。預(yù)聚物合成最普遍采用二竣酸和二胺的縮聚反應(yīng) ，通常在溫度150 170 C,溶劑和反應(yīng)物按接近化學(xué)計(jì)量比例的條件進(jìn)行。反應(yīng)過程中形成的水通過蒸儲(chǔ)除去，當(dāng)達(dá)到一定的縮聚度通過加水和冷卻終止反應(yīng)。第2步，聚合物的形成。預(yù)聚物在水溶液中進(jìn)一步與表鹵代醇反應(yīng)生成

35、具有貯存穩(wěn)定性的聚合物溶 液。由于經(jīng)濟(jì)性、廣泛適用性和容易使用，表鹵代醇最常用的是環(huán)氧氯丙烷。其用量與預(yù)聚體的仲 胺或叔胺功能基直接相關(guān)，理論上可采用1 ： 1物質(zhì)的量比，實(shí)際上環(huán)氧氯丙烷和胺功能基的物 質(zhì)的量比可從0.5 ： 1到1.5 ： 1 o2)酶催化法該方法所用的催化劑是一類脂肪酶。人們最早發(fā)現(xiàn)這類酶的功能是催化竣酸醇酯水解。后來又發(fā)現(xiàn) 這類酶還能催化酯水解的逆反應(yīng)，包括酯化和酯交換兩大類。酶法就是利用脂肪酶對(duì)水解反應(yīng)逆反 應(yīng)的催化效果來制備合成PAE樹脂所需的預(yù)聚物。預(yù)聚物合成具體實(shí)施例：將己二酸二甲酯(6.97 g , 0.04 mol)、二亞乙基三胺(4.12 g , 0.04

36、mol) 和Novozym435 (0.5 g)在100 mL燒瓶中混合。在油浴中加熱至 90 C。在敞開容器中將粘性混 合物在90 C保持16 h并通入氮?dú)饬?。出現(xiàn)淺黃色固體，反應(yīng)完成。在加入甲醇(60 mL)溶解聚 酰胺產(chǎn)品，而酶不溶，通過過濾分離酶。通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)分離殘留甲醇。最終得到一種淺黃色固體。產(chǎn)量 8.4g , MW 為 6700 u , Mw/Mn 為 2.20 。第2步與經(jīng)典法類似。nHOOC 011C(CH) COOH + nNH2- (CH2)-NH-(CH2)NH20H小、 11|-(CH2)4-C-N-(CH2)2-N (CH2)2-N OHHH Jn山H C1 hJ第

37、三節(jié)助留助濾劑助留、助濾劑的作用是增大紙漿上網(wǎng)時(shí)的留著率，增強(qiáng)濾水性， 從而增加紙產(chǎn)量，減少能耗, 利于抄紙。兩者一般聯(lián)合作用。單獨(dú)地講，助留劑指幫助纖維、其它化學(xué)品更多的保留在紙頁(yè)中不 隨水流失的化學(xué)品。助濾劑是指能夠增加過濾速度或降低濾餅水分的藥劑， 造紙過程的助濾劑主要 是指一些陽(yáng)離子型高分子聚電解質(zhì)如聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺和環(huán)丙烷樹脂等，經(jīng)過充分稀釋以后 在盡量接近造紙機(jī)的網(wǎng)部處加入，使?jié){料呈微絮聚狀態(tài)從而加快脫水。因?yàn)槎嘣糁鸀V比一元助 留助濾效果好，我們先簡(jiǎn)單介紹三元助留助濾體系和二元助留助濾體系以及微粒助留助濾體系。三元助留助濾系統(tǒng)原理：先用高電荷低分子量的陽(yáng)離子型固著劑將陰離

38、子垃圾固著在纖維上， 之后添加高分子量低電荷的陽(yáng)離子型聚合物，使之均勻地分布在纖維和填料上而具有可控的陽(yáng)電 荷，再添加膨潤(rùn)土粒子，形成均勻的微絮體，提高濾水性能，提高留著率。二元助留助濾系統(tǒng)是先添加低分子量的陽(yáng)離子型聚合物，通過電性作用附著在填料和纖維上，形成微絮體。之后再加入高分子量的陰離子型聚合物，陰離子型聚合物強(qiáng)烈地吸附在陽(yáng)離子聚合物 上，通過架橋連接使紙漿中的纖維、填料接枝共聚，形成粘結(jié)力強(qiáng)、抗剪切的絮凝體系，大大提高 細(xì)小纖維和填料的留著，也提高紙幅的強(qiáng)度。微粒助留助濾系統(tǒng)是先向漿內(nèi)添加高分子陽(yáng)離子聚合物，吸附在長(zhǎng)纖維和細(xì)小纖維及填料上，形成初期絮聚物，不穩(wěn)定。之后添加比表面積非常大

39、的帶負(fù)電荷的無機(jī)物（如膠體二氧化硅、氫氧化鋁和膨潤(rùn)土），在靜電作用下粒子凝集，形成小而致密均勻的絮聚物，大幅度提高細(xì)小纖維與填料的留著，改善濾水性能。助留助濾劑的研究中，先對(duì)一種好的增強(qiáng)劑固定，漿料配比固定（同上），選用三元體系的 三種、二元體系的三種和微粒體系的三種，共九種助留體系在不同的用量下進(jìn)行對(duì)比研究，得到最 佳的助留助濾體系選擇（種類和用量）。改變一種增強(qiáng)劑，用得到的最佳助留助濾體系加入漿料中抄紙，根據(jù)紙強(qiáng)度和留著率對(duì)比兩 種增強(qiáng)劑的差異，如果差別不大，兩種增強(qiáng)劑都可作為相互的代替品，可視市場(chǎng)價(jià)格取舍，同時(shí)以防供料情況變化靈活運(yùn)用（以上所有篩選實(shí)驗(yàn)除得到最好結(jié)果外， 都將記錄2-3種

40、次好的選擇以備 用）。由于助留助濾過程非常復(fù)雜，目前沒有通用的原理或通用的物質(zhì)一步解決，對(duì)一種助劑常常 是在一個(gè)廠一臺(tái)機(jī)上可成功運(yùn)用，在另一紙廠或另一臺(tái)機(jī)上就不能，因而助劑的種類也較多。隨著 造紙機(jī)向高速大型化發(fā)展，傳統(tǒng)的助留、 助濾系統(tǒng)難于適應(yīng)，需開發(fā)新型助留助濾劑。如聚丙烯酰 胺是低電荷高分子量的化合物，具有陽(yáng)性電荷，通過橋聯(lián)作用使纖維絮聚而產(chǎn)生助留助濾作用，但 所形成的絮凝體經(jīng)過輸漿泵類等的高剪力破壞后難于重新絮聚；另一方面，較強(qiáng)的纖維絮聚作用也惡化紙頁(yè)的勻度。又如使用雙組分體系， 先用明研中的A13+吸附在纖維表面，使其帶正電荷，然后 再加入帶負(fù)電荷的高分子化合物，使之與帶 A13+的

41、纖維及細(xì)小纖維結(jié)合，而產(chǎn)生助留作用，這種雙 組分系統(tǒng)適用于酸性抄紙，對(duì)中性或堿性抄紙就不適應(yīng)。在這種背景條件下，需開發(fā)新型助留、 助濾系統(tǒng)。這里主要介紹新型微粒助留助濾系統(tǒng)、聚合物高分子 一、新型微粒助留助濾系統(tǒng)這種系統(tǒng)一般包括兩種成分：一種是陽(yáng)離子高分子聚合物，如陽(yáng)離子聚丙烯酰胺；一種是陰離 子無機(jī)微粒（如陰離子二氧化硅或膨潤(rùn)土） 或陰離子微粒聚合物，其作用機(jī)理是先在帶陰電荷的紙 料中加入帶陽(yáng)離子的高聚合物，形成高度絮聚的纖維體。再通過漿料流送過程，在壓力篩的高剪切 力的作用下打散成為微絮凝體，這種微絮凝體再在微粒陰離子的作用下， 形成為超絮凝結(jié)構(gòu)的纖維 體，起到助留作用與助濾作用。目前主要

42、的幾種系統(tǒng)有四種，Compzil、Hydrocol、Hydrosil和Integra 系統(tǒng)。Compozil 系統(tǒng)這是由瑞典EKA公司開發(fā)的助留助濾系統(tǒng)，由陽(yáng)離子淀粉和陰離子膠體硅組成，當(dāng)高電荷陽(yáng)離 子淀粉加入系統(tǒng)，產(chǎn)生大的絮聚體，被剪切力破壞，當(dāng)陰離子膠體硅加入后， 吸附在帶正電荷的小 絮聚體上，最后的絮聚主要是電荷中和而不是架橋效應(yīng)。Hydrocol 系統(tǒng)它是由Allied Colloids公司開發(fā)的一種新型多元微粒助留助濾系統(tǒng)，一般先加高分子低電荷 密度的陽(yáng)離子型聚合物，然后加特殊的無機(jī)填料，形成二元式控制系統(tǒng)。作用過程是，當(dāng)高分子量陽(yáng)離子聚合物加入后，通過橋聯(lián)作用與纖維形成初始絮聚體，

43、 在高剪切力作用下，絮聚體被打散為大量的小碎塊，然后加入無機(jī)填料通過吸附、靜電中和及與陽(yáng)離子聚合物非電荷段的配合作用，細(xì) 小碎塊重新交聯(lián)，形成尺寸較小、結(jié)構(gòu)致密的獨(dú)特凝聚體結(jié)構(gòu)。這種無機(jī)填料通常為膨潤(rùn)土，含有鋁酸鹽層，層間夾著兩層硅酸鹽，水中的表面積可達(dá)700n2Vg ,在層板表面呈負(fù)電荷，且不受 pH影響，在酸性和堿性中同樣顯示良好性能，適合酸性和中性抄紙系統(tǒng)。Hydrosil 系統(tǒng)它是由瑞典的Bovliden Kemi Ab公司開發(fā)，只用于堿性系統(tǒng)，由陽(yáng)離子淀粉和硫酸鋁組成， 氫氧化鈉和硫酸鋁一同使用。當(dāng)聚合物加入后，先由架橋作用形成大的絮凝體，之后被剪切分散， 上網(wǎng)前加入陰離子的微粒，形

44、成小而致密的絮聚體，這些小絮聚體極易脫水，表現(xiàn)為濾水速率提高 和留著率增加。Integra 系統(tǒng)它是由英國(guó)ECS司開發(fā)的一種多元助留助濾系統(tǒng)，可在中性和酸性抄紙條件下運(yùn)行。其核心 是采用具有優(yōu)良分散性能的木素磺酸鹽共聚物來分散微絮聚體。作用過程是，首先將超高分子量的聚丙烯酰胺（PAM加入到紙機(jī)壓力篩前形成大絮團(tuán)，通過高剪切將其分裂成小絮團(tuán)后，再加入木 素磺酸鹽，利用其分散性將這些絮團(tuán)形成穩(wěn)定、 柔性均一的細(xì)小絮團(tuán)，從而取得良好的留著和紙頁(yè) 勻度效果。該體系不使用無機(jī)物微粒助劑，全部采用有機(jī)物助劑。2使用微粒助留助濾系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)目前微粒助留助濾系統(tǒng)的使用成本要比傳統(tǒng)的單元或雙元助留系統(tǒng)高些，但從全

45、面看，微粒助留助濾的優(yōu)點(diǎn)是多方面的，其經(jīng)濟(jì)效益還是合算的。在紙機(jī)運(yùn)行性和生產(chǎn)能力方面提高網(wǎng)案部、真空部和壓榨部的濾水性能；提高紙機(jī)車速和降低干燥部蒸汽的消耗；凈化白水系統(tǒng)，減少沉積物的產(chǎn)生；減少濕部斷紙。在產(chǎn)品質(zhì)量方面改善紙頁(yè)的勻度；提高紙幅橫幅定量水分分布均勻性，從而減少紙頁(yè)應(yīng)力帶來的翹邊、卷曲問題；提高紙頁(yè)的強(qiáng)度與物理性能。節(jié)約原料消耗減少蒸汽消耗（提高了進(jìn)烘缸紙頁(yè)的干度）；減少纖維的消耗（因減少了白水的流失）。3 微粒助留助濾的應(yīng)用微粒助留助濾系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用已有 20多年的歷史，一般根據(jù)第二組合物（微粒陰離子）的不 同，分為三種。即：膠體二氧化硅、膨潤(rùn)土、微聚合物。目前世界上，應(yīng)用微粒系

46、統(tǒng)的紙機(jī)大約有600臺(tái)左右，其中350臺(tái)造紙機(jī)使用二氧化硅微粒系 統(tǒng)，250臺(tái)造紙機(jī)使用膨潤(rùn)土系統(tǒng)，其他還有少數(shù)紙機(jī)應(yīng)用微聚合物系統(tǒng)。如某新聞紙廠配料為50%TMP, 50%；廢紙脫墨漿，pH=7.1,使用陽(yáng)離子PAMffi陰離子無機(jī)鹽微拉 PM810 一次留著率提高到 57%下面介紹福建青山紙業(yè)有很公司使用微粒助留助濾系統(tǒng)的效果。青山紙業(yè)是在一臺(tái)三長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)生產(chǎn)牛皮卡紙使用，紙機(jī)能力年產(chǎn)15萬t ,車速300350m/min,卡紙定量175g/m2,面層為牛皮漿， 底層芯層、為美國(guó)廢紙漿，陽(yáng)離子聚合物（商品名為Percal 230HL ）添加點(diǎn)為沖漿泵的入口，用量為0.30.6kg/t紙，微拉

47、皂土添加點(diǎn)為壓力篩出口，用量為 23kg/t紙。加入助劑陽(yáng)離子聚合物 0.3kg,微粒皂土 2kg,共計(jì)增加成本0.3 X 36 + 2X 8=26.8元/t紙。噸紙產(chǎn)生白水70n3,僅以底層計(jì)，噸漿成本1280元/t ,共計(jì)節(jié)省成本(0.093 % -0.057 %) X 70 X1 280元=32.26元/t紙。不算芯層漿，僅算底層漿就可抵消成本上升之?dāng)?shù)，還可盈利 5元/t左 右，是有利可圖的。4積極推廣微粒助留助濾系統(tǒng)的使用我國(guó)造紙工業(yè)有20%左右的生產(chǎn)能力已成為現(xiàn)代化的造紙工業(yè)。這部分有對(duì)微拉助留、助濾 的迫切需求，其他大部分的技術(shù)水平多為上世紀(jì)7080年代或更早的水平。這部分使用單元

48、絮凝劑或雙元聚合物系統(tǒng)雖尚可滿足低技術(shù)要求， 但使用微粒助留助濾系統(tǒng)也可取得較佳生產(chǎn)效果，不過設(shè)備水平與其他配套條件要加以適當(dāng)改造。目前中國(guó)造紙機(jī)多為幅寬3m左右或更窄，紙機(jī)車速300m/min,這類紙機(jī)使用微粒助留助濾系統(tǒng) 后，脫水能力強(qiáng)化了，按理說可以為提高車速增加產(chǎn)量創(chuàng)造條件，這是第一選擇。但是有的沖裝泵能力已到極限，沒有潛力可挖，這就要調(diào)換新的沖漿泵，有的甚至其他脫水元件也要更換， 才能適 應(yīng)提高車速的要求。有的生產(chǎn)的品種屬高檔產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量要求更高，提高紙的勻度十分重要，這就可能需要將上 網(wǎng)濃度進(jìn)一步降低，使用微粒助留助濾劑提高脫水能力，也就為生產(chǎn)某些高檔產(chǎn)品創(chuàng)造了一定條件。 4.3微粒助留助濾系統(tǒng)，其主導(dǎo)作用是紙料電荷的變化，在采用新助劑時(shí)應(yīng)對(duì)老系統(tǒng)的濕部性態(tài)有 所了解，如果老系統(tǒng)的陰性電荷過強(qiáng)就會(huì)影響陽(yáng)離子的橋聯(lián)作用，如果老系統(tǒng)陽(yáng)離子過強(qiáng)，就會(huì)引起陽(yáng)離子過量而未被中和也會(huì)影響助留助濾效果。紙料的pH值是一個(gè)重要因素，不同的微粒成分會(huì)有不同的適用pH值范圍，如二氧化硅系統(tǒng)，雖然在pH值為5仍起助留作用，但最佳效果的pH為中性或堿性，即pH69效果最好。膨潤(rùn)土系統(tǒng)