造纸湿强剂应用技术与研究
造纸工业中湿强剂的研究与进展
三聚氰 胺 树指 是 由三 聚氰 胺 ＣＮ （ Ｈ ） ， ，Ｎ ：， 与 甲醛 （ Ｈ Ｏ） 聚 而成 的树脂性 物质 。其性 Ｃ： 缩 质与脲 醛树 脂相 似 ， 二者 都属 于 氨基树 脂类 。 它可 与六个 甲醛 分子 反 应 ，形 成 六 甲醇三 聚 氰胺 。 单体 通过 酯化缩 合 ， 或通 过亚 甲基键 的
Ａ Ａ 和羧 甲基纤 维素或 阴离 子性 胶乳 。 ＰＭ
３２ 脲 甲醛 树脂 （ ） ． ＵＦ
脲醛 树 脂是 由 Ｃ Ｎ ：： 甲醛 （ Ｈ： Ｏ（ Ｈ ） 与 Ｃ Ｏ）
缩 聚而成 的 树脂性 物 质 ，在缩 聚过 程 中分子
量 增大 ， 反应 介质 的黏 度不 断增 加 ， 反应 继续
纤 维素 使得 纤维 间 的结合 更 加 紧密 ，增 加 了
水分 子 对氢 键 结合 的破 坏
纸张 的氢键 的数 量 ， 当遇 水 时 ， 纤维 素很 快 半
吸水 而润胀 ，使 得纤 维 间 的氢键 断裂 导致 纸
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收稿 日期 ：０ ６ ６ １ ２０— —８
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维普资讯
业 滤 纸 、 相原 纸 、 叶滤 纸 等 。这就 必须 给 照 茶 此 类纸 赋予 一定 的湿 强性 能 ，即在纸 的抄 造
并 使之通 过 水桥进 行 连接 （ 上 图所示 ）从 如 ， 而 大大 降低 了纸页 的强 度 。 常 ， 通 被水完 全 润 湿 的纸 只能 保持 原有 干 强度 的 ４ １ ％。此 ％一 ０ 时 ，该 纸 页稍受 外力 作 用其 形态 便会 受 到破 坏 。 般对 纸 张用水充 分浸 润后 ， 一 能保 持 原纸
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．
摘 要
造纸湿强剂
湿强剂一、概述纸和纸板被水浸透后机械强度几乎全部丧失，一般只能保持干纸强度的4~10%，而有些特种纸如照相原纸、晒图原纸、军用地图纸、钞票纸等不仅有一定的干强要求，而且还要求被水浸透以后，仍能保持一定的机械强度和特性，为此需加入湿强剂以提高纸张的湿强度。
湿强度是纸被水浸透以后仍能保持一定的机械强度和特性。
加入湿强剂后，纸张的湿强度可达到原来干强度的20~40%。
湿强剂的增强机理二、增强机理要提高纸张润湿时的强度，最主要的还是从纤维结合强度这一点考虑，一般认为有两种机理：（1）、与纸的纤维交联，湿强剂与纤维之间可可形成新的抗水的结合键。
（2）、湿强剂自身交联在纤维周围产生网膜，减少纤维的吸水和润胀，保护已有的纤维间氢键，湿强剂不一定要与纤维产生化学反应。
三、常用的湿强剂种类最古老的生产湿强纸的方法是对纸采用高温加热或在稀硫酸溶液中羊皮化。
后来在二十世纪三十年代，人们发现一些水溶性合成树脂加到造纸浆料中并在纸机上固化后能赋予纸张湿强度。
此后，湿强剂的发展飞快，美国造纸工业中每年大约要用湿强剂约达1亿美圆。
现在应用于浆料中的湿强剂按作用机理分主要有四类：（1）自交联聚合物，主要为甲醛树脂，包括脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树酯（2）纤维静电结合，主要为聚乙烯亚胺树脂、聚酰胺、聚胺、聚胺基酰胺。
（3）与纤维形成共价键，主要为环氧氯丙烷、双醛淀粉等。
（4）外交联聚合物，主要有聚丙烯酰胺+乙二醇，干酪素+甲醛等。
1、脲醛树脂（UF）脲醛树脂（UF）是目前较普遍使用的一种湿强剂，为无色或草黄色、透明、均匀糖浆状液体，与水能以任意比例混合而不沉淀。
UF是由尿素与甲醛进行反应，通过中间产物二甲脲缩聚而成的。
由于脲醛树脂具有离子特性，当加入纸浆中时，树脂就会被纤维所吸附，并留着在纤维上。
一般认为，树脂可保护和增强存在于纤维上的氢键，从而降低了纤维的润胀和水化。
它主要作用于对水敏感的半纤维素分子上。
脲醛树脂加入前要过滤和稀释成大约1%的溶液，加入量为0.5%~3.0%（对绝干原料）。
聚丙烯酰胺-乙二醛造纸湿强剂的合成与应用研究
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造纸湿强剂的制备及进展
造纸湿强剂的制备及进展杨开吉 苏文强东北林业大学 生物质材料科学与技术教育部重点实验室 哈尔滨 （150040）摘 要：湿强剂在造纸业中得到广泛的应用，其重要性被越来越多的人们所关注。
本文对各种湿强剂的作用机理和研究现状进行了综述。
关键词：造纸；湿强剂; 制备; 进展纸浆纤维素具有高度的亲水性。
通常,不经任何处理的纸张被水湿透后纤维即失去其大部分强度。
如果纸张中添加一些湿增强剂,使纸张在被水润湿后仍具有可以满足使用要求的机械强度就称之为湿强纸[1]。
目前湿强纸广泛用于人们的日常生活及生产中,如照相原纸,医疗纸床单,钞票用纸,农用育苗纸,液体包装纸盒,户外广告用纸等[2]。
湿强剂按作用机理可分为：自交联型湿强剂、纤维静电结合型湿强剂、纤维共价键合型湿强剂和外交联型湿强剂。
1．自交联型湿强剂在没有加入其他辅助剂就可以和纤维交联成网络而起到增湿强作用的称为自交联型湿强剂。
1.1脲醛树脂（UF）类湿强剂脲醛树脂（Urea －Formaldehyde Resin ，简称UF）在造纸工业上的应用始于20世纪30年代，是由尿素与甲醛反应制得的，是一种非常重要的酸性固化湿强树脂。
作为一种湿强剂，UF 树脂通常用于照相原纸、地图纸和招贴纸等纸品的生产中。
其制备反应式如下：NH 2C=O2H N CHOH C=O H N CHOH 22由上面的反应式可以看出，脲醛树脂的制备要经过两个阶段，称之为A阶段和B阶段，在A阶段中，尿素和甲醛生成单体，而在B阶段中，单体进一步聚合并生成分子量为数千的UF 树脂。
UF树脂易溶于水，呈三维立体分子结构[3]。
- 1 -UF 为非离子型树脂，故不能被带有负电荷的纸浆纤维较好地吸附，用作湿强剂时，不能在浆内直接添加，而只能通过浸渍来提高纸品的湿强度，而且使用时明矾或强酸性的铵盐作催化剂以加速其固化。
因此通常情况下，造纸工业中使用改性脲醛树脂作为湿强剂。
脲醛改性树脂有阴离子改性脲醛树脂和阳离子改性脲醛树脂两大类。
不饱和造纸湿强剂的制备及在不同助留剂中的应用.
纸张在完全被水湿透之后,就几乎完全失去了强度,其中未经施胶的纸只能保留原有干纸强度的2%~7%,经高度施胶的纸页只能保留10%~12%的强度[1]。
但某些纸张要求有一定的湿强度,比如纸巾纸、纸袋纸、照相原纸、地图纸等都要求纸页在浸水后仍能保留一定的机械强度,为了在一定程度上保留纸张浸水后的强度性能,需加入湿强剂。
一般认为当纸的湿强度在干强度的15%以上就称其为湿强纸,湿强纸的衡量指标一般采用湿强对干强的比例,通常用湿强保留率来表示[2, 3]。
常用的湿强剂有脲醛(UF 树脂、三聚氰胺甲醛(MF 树脂、聚酰胺环氧氯丙烷(PAE 树脂、双醛淀粉(DAS 、聚乙烯亚胺(PEI 等,他们的湿强效果较好,但都有一些缺点。
例如UF 树脂和MF 树脂中含有游离甲醛,对人体有巨大的伤害,所以很多国家都限制使用或很少使用含有甲醛的UF 树脂和MF 树脂;PAE 虽不含甲醛,但其含有的有机氯化物具有致癌和致突变性,会对人体造成一定的危害[4];PEI 中的乙烯亚胺毒性极大,从而也限制了PEI 的广泛使用。
本实验合成的不饱和聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯-异戊二烯(PGSI 是一种新型的环保型湿强剂,在聚合物中引入环氧基团、苯基、不饱和碳碳双键,由于环氧基团可以与纤维中的游离羟基、羧基进行反应,从而在纤维中形成了对水不敏感的新键,同时不饱和双键在紫外光的作用下,可以进行自我聚合,从而在纤维周围产生一个交错链状网络结构,阻止纤维的吸水润胀,以保留现有的纤维间氢键。
本课题组进行了这方面的研究并取得了很好的纸页增强效果[5, 6]。
1.1主要原料苯乙烯(St ;甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA ;异戊二烯;十二烷基硫酸钠(SDS ;过硫酸钠;阳离子聚丙烯酰胺(CPAM ,分子量800万~1 000万,电荷密度3%~5%;聚乙烯亚胺(PEI ,分子量2万;阳离子瓜尔胶(CGG 。
漂白硫酸盐阔叶木浆,取自浙江某造纸厂,撕成25mm ×25mm 的小浆片后,浸泡12h ,打浆至45o SR 备用。
湿强剂的种类发展研究方法
湿强剂的种类、发展及合成方法纸张的湿强度是指纸页遇水或在潮湿环境中所具有的强度。
在通常情况下，不添加助剂时纸张被润湿后其强度仅为干燥时强度的5%-10%，加入湿增强剂后可使纸张大多能保持原有干强度的20%-40%。
湿强剂属功能性添加剂，大多数是抗水解的合成树脂，在纸成形前加入到纸浆中，不仅可提高湿强度，也可以给高速纸机的操作创造有利条件。
一、湿强剂的种类及发展很早以前，人们用硫酸处理原纸使之羊皮化，用防水漆、塑料薄膜或金属箔来喷涂、覆盖于纸张表面，或用白明胶、动物胶对纸张进行表面施胶，再使施胶纸与矾土、甲醛或乙二醛在高温下接触形成一层保护层。
这些方法都相当昂贵，生产效率也低，而且这方法本身只能起到抗水的作用，并没有从实质上提高纸的湿强度。
1935年人们首先发现用脲甲醛树脂（简称UF树脂）作为表面施胶剂，在进行热处理后便可以使纸张具有一定的湿强度。
随后又可开发出直接加入浆内的UF树脂，但因其具有阴电荷不易和带负荷的纤维结合，存留率较低，湿强效果很差，1942年开发出三聚氰胺甲醛树脂（简称MF树脂），它可直接加入浆内，经加热闹干燥后纸张便可以获得良好的湿强度。
在1946年阳离子型改性UF树脂试制成功，其树脂的存留率和湿强纸效率与MF相似，但价格较低，为大量生产湿强纸创造了条件。
采用脲醛树脂和三聚氰胺树脂作为湿强剂以后，不但使处理过程简单化，而且获得的湿强度可高达50%。
在提高湿强度的同时，还能使纸的某些干强度指标（如裂断长、耐破度和耐折度等）和施胶度有相应的提高。
与此同时，人们还先后开发出一些可以使纸及纸板具有一定湿强度的其它化合物。
如酚醛树脂、聚乙烯亚胺（简称PEI），合成胶乳（丁苯胶乳、丁腈胶乳等），双醛淀粉（简称DAS）等，但酚醛树脂色泽极深，且需高温约（150℃）成熟，合成胶乳价格昂贵，应用时需制成胶乳；而聚乙烯亚胶通常仅适用于制取未施胶的具有吸收性的湿强纸中；双醛淀粉虽然具有不改变纸张吸收性能及湿强度与干燥温度无关这样的优点，但它仅能给予纸张以暂时的湿强度。
常用造纸湿强剂的作用机理及研究现状
。
另一类是由改性剂、 尿素、 甲醛一同混合反应制得 的阴离子脲醛树脂。通常可由磷酸二氢钠、 硼砂等改 性剂对脲醛树脂进行改性 ( 与尿素、 甲醛混合反应) 而 制得 , 这种阴离子树脂也可用于涂布和浆内添加, 并起 到增湿强作用。另外, 这种改性树脂固化后还可制成 改性 U F 纤维。采用这种纤维与纸浆纤维一起进行湿 法抄造 ( 用量大于绝干浆的 1% ) , 通常可以制得具有 较高抗水性和耐破强度的纸品。 3. 1. 2 阳离子改性脲醛树脂 阳离子改性脲醛树脂价格低廉 , 使用方便 , 主要用 于纸袋纸、 标签纸等纸品的生产。这种树脂水溶性好, 含甲醛量低, 固化时要求 pH 小于 6. 5, 可直接在浆内 添加 , 无需明矾辅助 , 而且吸附快, 吸附能力强 , 留着率 高。 阳离子改性脲醛树脂通常采用多胺改性剂进行改 性, 这类多胺改性剂有乙二胺、 二亚乙基二胺、 三亚乙 基四胺等 , 所得改性产品在浓度较高的情况下仍有较 好的稳定性。用乙二胺进行改性的反应式如下。
[ 3]
: 必须是高聚物, 并有
一定的力学强度来保护纤维间结合不受润胀和损坏; 必须是阳离子型的, 可吸附在带负电荷的纤维上, 并达 到快速完全地留着; 必须是水溶性的或水分散型的 , 以 保证在浆料中分布均匀; 必须能形成化学网络结构 , 反 应为热固型 , 使纸张对水的润胀有一定的抵抗力。造 纸工业中湿强剂的选用要以纸的最终用途、 湿强剂的 价格与特性等作为选择依据。 目前 , 用于造纸工业的湿强剂通常分为以下几大 类: 甲醛树脂 [ 又可分为脲 - 醛树脂 ( UF 树脂 ) 和三聚 氰胺 - 甲醛树脂 ( M F 树脂 ) ] 和聚酰胺多胺环氧氯丙烷 ( PAE 树脂 ) , 聚乙烯亚胺、 二醛淀粉、 带有乙二醛取代 基的聚丙烯酰胺和其它物质在特殊情况下也被应用, 如聚乙烯亚胺、 PEI 树脂等。 3. 1 脲醛树脂 ( UF ) 类湿强剂 脲醛树脂在造纸工业上的应用始于 20 世纪 30 年 代, 是由尿素与甲醛反应制得的, 是一种非常重要的酸 性固化湿强树脂。作为一种湿强剂树脂通常用于照相 原纸、 地图纸和招贴纸等纸品的生产中 , 其制备反应式 如下[ 4] :
湿强剂
一、前言： PPE（PVA）湿强剂一种能大幅度提高页干、湿强度的目前世界上常用的新一代夫毒、无味的造纸助剂，适合各类有湿强要求的纸张生产，因其兼有助留、助滤的特性，还可作为造纸过程的助留剂，助滤剂，因此，PPE湿强剂是一种用途广泛，前景广阔的优良助剂。
二、PPE（PVA）的特性：1、PPE（PAV）湿强剂全称为聚酰胺聚受氧氯丙烷树脂，是一种水溶性、阳离子、热固性树脂，不含甲醛类聚合物，无毒无味。
2、能在中性，微碱性和酸性条件下抄造，PH值适用范围广。
3、PPE湿强剂对木浆的增强作用比草类废纸高。
4、随着打浆度的提高，纸浆纤维表面积增大，对湿强剂的吸附能力越大成纸的干湿强度均相应提高。
5、对带负电荷的填料、胶料和细小纤维有强烈的吸附作用，抄纸过程有明显的助留、助滤作用。
6、添加量视纸张的湿强度要求而定，过量添加会导致纸浆的絮凝，影响抄纸匀度和损纸的回用，严重会粘毛和粘缸。
7、纸页定量不同，对PPE湿强剂的留着率有一定的影响。
8、添加PPE后纸页经干燥其湿强度仅达70%左右，需经7—15天的熟化期才能使湿强度达到最大值。
9、使用PPE能提高干强度15—20%左右。
10、助留、助滤作用明显，纤维首程留着率可由70%左右提高到80%以上，白水澄清度明显改善。
11、对AKD有增效作用，可减少AKD用量。
12、对纸张耐折度、表面强度和横向伸缩率均有改善，在纸机运行中对减少湿纸幅断头也有良好效果。
三、PPE应用技术：（一）AKD中性施胶技术在我国得到了广泛推广，若在施胶系统中加入适量PPE能产生以下效果：1、提高助留助滤作用：加入约0.2%的PPE可使纤维首保程留着率从70%提高至80%以上。
在PPE使用中纤维的充分搅拌十分重要，随着搅拌的进行，新的纤维表面不断露出，湿强剂与纤维的吸附作用就越密切，作用就越明显。
2、对AKD的增效性：使用PPE对提高AKD施胶性能有一定增效作用，并可适当减少AKD 用量并达到用同样施胶效果以降低成本。
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造纸湿强剂SH-5002产品说明书
一、湿强剂理化指标湿强剂百科湿强剂是什么
中文名：湿强剂，助留助滤湿强剂，助留剂，助滤剂，桑海湿强剂
别名：造纸湿强剂纸张湿强剂湿强剂pac 造纸助留剂造纸助滤剂
英文名： wet strength agent
造纸湿强剂执行标准：湿强剂产品质量符合湿强剂国家标准GB15892-2009
颜色：白色或乳白色
外观：白色粉体或乳白色液体
造纸湿强剂cas ： 1327-41-9
型号： SH-5002
造纸湿强剂主要成分：纯化白色聚合氯化铝
产品规格： 30%粉体，10%液体
检测方法：执行湿强剂国标
海关编码hs： 28274900
盐基度： 40%-85%
分子量： 174.45
密度：≥1.15{（20℃）/（g/cm3）}
造纸湿强剂ph值： 3.5-5.0(1%水溶液)
不溶物含量：≤0.1/%
造纸湿强剂价格：湿强剂出厂价3800元/吨湿强剂批发价 5500元/吨
造纸湿强剂报价：不含税
二、造纸湿强剂简介
助留助滤湿强剂由一级氢氧化铝粉和高纯盐酸经高压反应精制而成。
是介于氯化铝和氢氧化铝两种物质之间的一种水溶性无机高分子聚合物，通常以通式 Al n (OH)m Cl3n-m来表示。
固体为白色粉末，10%水溶液为无色透明液体。
是继脲醛树脂、三聚青安树脂和聚胺、PAE(PEE)之后被广泛应用的新型造纸用助留助滤湿强剂。
该产品能在较宽的PH值（6-9）范围内应用，赋予纸张高抗水性能，具有良好的助留助滤和施胶效果。
适用于生产书写、双胶、无碳原、铜版原纸、瓦楞原纸、箱板纸等包装用纸，以及再生脱墨浆生产文化纸等。
三、造纸湿强剂产品特性
1、外观为白色，铁含量和水不溶物极低，能充分满足制造优质纸张的需要；
2、带有大量正电荷、形态稳定的多核羟铝络合物，能有效地促进絮凝、施胶；
3、可以在酸性和中性环境中应用，对系统的腐蚀明显减弱，延长了设备的使用寿命；避免纸张的酸性降解而赋予纸张抗老化性能，提高白水的回用率；降低打浆度，节约动力消耗；带有增加炭狻盖填料用量，提高纸张的白度、适印性和强度；同时也克服了合成胶料（如AKD等）难以避免的缺点（如打滑、施胶度难以控制等）；
4、助留助滤湿强剂是氯化铝的预水解物，水解程度相对较低，纸浆pH值的下降幅度小；乳液稳定性好，不易发生水解反应，助留助滤效果稳定。
5、使用助留助滤湿强剂后，浆料的施胶作用明显提高，纸张性能及其它各项指标均有不同程度地提高，性价比也比较高；
6、助留性能强，能够留着浆中的细小纤维和填料，节约浆耗，降低成本；
7、在纸机干燥部即取得充分的助留效果，湿页纸在施胶压榨时已取得良好的性能。
同时也能达到施胶效果。
8、所抄纸张具有弹性，手感光滑、细腻，改变了草浆粗、硬、脆的特点；纸张的吸墨性能良好，印刷清晰度高；纸张的耐久性能好，经长期保存后不易返黄，克服了酸性纸易返黄的特性。
四、造纸湿强剂技术指标
五、造纸湿强剂产品用途
1、湿强剂应用领域：主要用于造纸行业，增加纸张湿强度，使纸张在潮湿或被水完全浸渍时仍能保持一定的机械强度。
用于抄造某些工业技术用纸。
该产品适用于各种要求具有湿强度性能的纸张，如，装饰原纸、餐巾纸、照相原纸、滤纸、茶叶袋纸、钛白纸、墙纸、地图纸、海图纸、铜原板、YY卫生用纸、瓦椤芯纸、冷藏包装箱纸、育苗纸、肉食蔬菜及液体FOOD包装用纸等；除了能够增加纸张湿强度性能外，也可不同程度地增加干强度，并可做为造纸过程中填料的留着剂、提高纸张产量的助滤剂。
2、湿强剂使用范围：用于水质处理；制糖脱色澄清剂；鞣革、YY、化妆品和精密铸造等多个领域。
六、造纸湿强剂分类造纸湿强剂种类
按湿强剂原料分：pae湿强剂涂料湿强剂卫生纸用造纸湿强剂膨润土造纸助留剂瓜尔胶助留剂巴斯夫助留剂造纸加滑石粉用助留剂硅藻土助滤剂珍珠岩助滤剂食用油助滤剂硅藻土食品助滤剂纤维素助滤剂煎炸油净化助滤剂造纸湿强剂pae
按湿强剂产地湿强剂厂家分：广东湿强剂四川湿强剂湖北造纸湿强剂河北造纸湿强剂山东造纸湿强剂造纸湿强剂厂商河南湿强剂黑龙江助滤剂北京助滤剂湖南湿强剂上海湿强剂广州湿强剂佛山湿强剂江门湿强剂东莞湿强剂汕头湿强剂深圳湿强剂广州助留剂广东助留剂广东助滤剂
七、造纸湿强剂使用方法
1、按绝干浆为0.1-0.5%（本品折干计），使用时将其稀释5-10倍加入配浆池并搅拌均匀即可，对大型纸机，加入点通常选择在高位箱处稀释1-2倍经计量连续添加，用量可进一步降低。
对含填纸种，添加顺序为先加填料再加助留剂；如生产高强度和填料含量高的纸种,可配合我厂生产的中性施胶剂,其用量为（0.01-0.05）%。
用法相同。
2、使用时应先根据水质进行小试，选出净水效果好，投湿强剂投放量小的最佳点。
湿强剂溶液应随配随用；
3、使用固体时，先加水溶解陪配成10%左右的溶液，而后水稀释至所需浓度；在溶解时先加水慢慢投料，并不断进行搅拌。
4、本湿强剂可在较宽的PH值(6-9)范围内使用,适用于木浆、竹浆、废纸再生浆、麦草浆、苇浆、棉杆浆等。
使用时通常选择在调浆箱或混合箱处经计量泵连续加入。
如果是酸性抄纸的前提条件,应彻底清洗设备及管道,浆料PH值小于6时,可加入少量纯碱或烧碱调整。
八、注意事项，
1、本湿强剂属偏酸性产品，严禁与碱性物质（如漂白水、石灰等）一同存放，否则产品会失效。
2、固体产品易吸潮，应放置在干燥、通风的地方存放。
3、不同厂家或不同型号的助剂不能混合，并且不得与其他化学品混存。
九、包装储运
江门市桑海化工有限公司生产的助留助滤湿强剂固体为25KG/包装，液体为50KG/桶起；严禁与碱性物质（如漂白水、石灰等）、易燃、易腐蚀、有DU的物品存放一处湿强剂；产品有效储存期:液体半年，固体两年（固体产品受潮后仍然可以使用）。
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