常用的浆内造纸施胶剂
中性施胶剂ASA施胶特性的研究
中性施胶剂ASA施胶特性的研究目前造纸中碱性施胶剂主要是AKD(烷基烯酮二聚体)和ASA(烯基琥珀酸酐),ASA的效能与AKD相近但成本较低,而且施胶熟化速率快,干燥后即可获得较好的施胶效果,因此ASA更具有发展前景。
APMP是目前应用最为广泛的化学机械浆之一,但APMP中含有较多的阴离子垃圾等组分,不利于ASA的施胶。
本文主要研究了ASA在杨木APMP中的施胶特性。
论文首先使用实验室自制的阳离子淀粉做乳化剂乳化ASA,并简单优化了乳化工艺。
在m(乳化剂)m(ASA)为3：l,乳化时间2.5min,明矾用量为10%的条件下,制备的ASA乳液施胶效果较好并且稳定性也较好。
然后,对比考察了ASA、填料、阳离子助剂等对杨木APMP和HBKP的施胶性能影响差异。
研究结果表明ASA用量对纸页施胶度影响较大,APMP和HBKP两种浆料在ASA 的用量为0.2%时均获得了较好的施胶效果,在相同的ASA加入量条件下,杨木APMP的施胶效果优于HBKP。
加入15%用量的PCC有助于改善杨木APMP的ASA施胶效果,但不利于杨木HBKP的ASA施胶。
在杨木APMP中加入不同的填料时,滑石粉与GCC的施胶效果接近,都优于PCC,然而对光学性能的影响却恰好相反。
加入适量的阳离子助剂可显著改善杨木APMP的ASA施胶效果。
在APMP浆料的不同级份中,l00-200目的级份施胶度最高且在未筛分浆之上。
论文从浆料pH、抄纸浆浓、浆料温度、湿部停留时间、湿部助剂添加顺序、干燥温度、干燥时间、压榨力、压榨时间等方面研究了抄造过程工艺参数对ASA施胶性能的影响。
研究结果显示浆料pH值对ASA的施胶效率有很大影响,当浆料pH在6到8之间时可以得到较好的施胶效果；ASA在湿部停留时间较长,浆料温度过高都会大幅降低施胶效率；要想得到较好的施胶效果,抄纸浆浓也需要控制；湿部助剂添加顺序的不同导致施胶结果有较大的差异；ASA施胶效果受干燥温度影响很大,温度越低,施胶度也越低。
抄纸添加剂的应用
抄纸添加剂的应用几乎全部类型的纸，都很少是只用纸浆抄造的，大部分纸起码需要添加、松香、淀粉等各种添加剂。
抄纸添加剂有内用化学品（湿部添加剂）和外用化学品（在施胶压榨后过程中二次加工用），这些添加剂从自然到合成高分子，其范围很广，而且一种商品添加剂又具有多种功能。
1.功能性添加剂 (1)浆内施胶剂施胶剂是为防止液体向纸中渗透而添加的化学品。
具有亲水基团和疏水基团，可给予纸张耐水性、耐油性和强度等各种特性。
浆内施胶剂大致可分为松香系施胶剂、合成施胶剂和中性施胶剂3大类。
以合成强化松香施胶剂为例，其生产是将松香加热熔化后加入，在150～200℃加热，举行Diels-Alder环化加成反应，其反应式暗示如下：因为用量不同，而得到强化程度不同的马来松香。
然后使强化松香与碱举行皂化反应制成皂膏，所得皂膏经喷雾干燥，即为成品。
生产工艺流程参见图10-24，工艺解释如下：①将100份的松香置于高温反应釜D101中，在100～150℃下加热熔化，待松香所有熔化后加入6～7份，搅拌并升温至200℃，共热反应2h。
然后趁热出料到冷却固化槽F101中，待松香充分冷却固化后，经粉碎机L101粉碎，经L102过100目筛。
②将100份粉碎后的强化松香投入皂化釜D102中，加入140份10％的水溶液，在80℃加热搅拌反应3～4h，生成皂膏。
皂化反应后生成的皂膏送喷雾干燥塔L104干燥，即得成品（国产产品有115,103两种规格）。
图10-24强化松香施胶剂生产工艺流程图 (2)增加剂纸张增加剂按其用法办法可分为内添加型纸张增加剂和表面添加型纸张增加剂。
内添加型纸张增加剂又可分为增强干强的纸张干增加剂和增强湿强的纸张湿增加剂。
常用的干增加剂阳离子淀粉的生产原理与工艺如下。
在碱性条件下，淀粉与醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（在碱性条件下快速脱氯化氢而转化为氯化环氧丙基三甲基铵）发生醚化反应，生成阳离子淀粉醚。
按照反应条件不同，醚化剂用量不同，所得产品的取代度不同。
造纸湿部化学 第八章 施胶剂与施胶化学R
第八章施胶剂与施胶化学纸张中纤维与纤维之间存在大量的毛细孔，而且构成纤维的纤维素和半纤维素含有亲水的羟基，能吸收水或其他液体。
用仅由纤维抄成的纸张书写或印刷时，墨水或油墨会过度渗透、扩散，造成字迹不清或透印；另外纸张吸水后强度下降，会影响纸张的正常使用。
为使纸张具有一定的抗液性能（主要是水）以满足其应用要求，需要在纸中加入一些具有抗液性能的胶体物质或成膜物质，以防止或降低液体对纸张的渗透和铺展，这类物质称之为造纸施胶剂。
施胶的方法主要分为浆内施胶和表面施胶，前者是施胶的主要方法，是将施胶剂加到造纸浆料中，在系统的湿部采用合适的方法使其保留并在纸页成型过程中达到与纤维的结合；而后者是指施胶剂施加到纸的表面上，使施胶剂与纸体粘合并在纸页表面附着一层近乎连续的薄膜，取得憎液性能或其它性能。
两种过程的结果都能降低对液体纸张的润湿性能，表面施胶还可降低纸页表面的空隙。
有时为了保证纸张的抗水性和提高纸张的质量，两种施胶方法会同时使用。
施胶剂的种类很多，用于浆内施胶的主要有：松香胶、强化松香胶、分散松香胶、石油树脂胶、石蜡胶和合成胶等。
用于表面施胶的主要有：氧化淀粉、醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、动物胶、合成树脂等。
实验和经验表明，一种好的施胶剂必须满足以下要求：（1）施胶剂分子必须具有亲水和疏水基团，前者用于与纤维结合，后者在纤维表面形成疏水层；（2）用于浆内施胶时，能被纤维表面吸附并能在纤维中有比较高的留着率，有时可借助阳离子助留剂来提高留着率；（3）施胶剂粒子在纤维表面能均匀分布，这可通过调整胶料浓度、添加点和浆浓度等实现；（4）施胶剂粒子具有定向的能力，疏水基团紧密排列在纤维表面；（5）与纤维有较强的结合力，定向胶粒分子必须锚定在纤维表面；（6）对渗透物质表现出优异的化学惰性；（7）对造纸过程和纸张性能没有不利影响。
随着造纸工业的不断发展，纸张浆内施胶剂的发展经历了不同的发展阶段。
从世界范围来看，施胶剂经历了如下发展历程：1807年出现了天然松香皂施胶剂，1955年强化松香胶投入使用，1956年开发了AKD反应型施胶剂，1968年则出现了ASA树脂型反应型施胶剂，1971年起阴离子高分散松香施胶剂得到应用，之后在1984年出现了阳离子高分散松香胶，期间合成胶、石蜡胶等都得到了发展。
高分子粘合剂在纸料中的应用现状
要 高分 子 粘 合 剂 是造 纸 工 业 中 用途 广 泛 的 重 要 化 学 品 ， 大 多 具 有 多功 能性 ， 包括 天 然 粘 合 剂和
人 工合 成 粘 合 剂 。 本 文 重 点介 绍 了 淀 粉 衍 生 物 、 合成胶 乳类、 水溶性树脂 类、 蛋 白质 类 等 几 类 常 用 的
松香类 、 中性施胶 剂 烷基烯 酮 二聚 体 （ Ａ Ｋ Ｄ） 和烯 基 琥 珀酸酐 （ Ａ Ｓ Ａ） 等， 松 香类 施胶 剂适 宜 于酸 性 或 近 中性 条件下使 用 ， Ａ Ｋ Ｄ和 Ａ Ｓ Ａ使用 时易 使纸 张 打 滑 、 易 沉 积在 纸机上 、 易 造成 假施 胶 ， 同 时产 品稳 定 性较 差 ， 使
作 用力 ， 进一 步提高 纸 的强 度指 标 ， 如抗 张指数 、 撕 裂 度等 ， 同时还 可 以改 善纸 页的柔 韧性 等 Ｊ 。
有 研究 表 明 ， 可 将 苯 乙烯 与 缩 水甘 油 丙烯 酸 酯 、
含 二 乙胺 基 团的 阳离 子单 体共 聚得 到共 聚物 ， 与石 油
树 脂施 胶剂共 用 ， 在较广的 ｐ Ｈ值 范 围和不 使 用硫 酸 铝 的情 况下 ， 取得较 好 的施 胶效 果 。将 碱溶性 的苯 乙 烯 一马来 酸 酐 共 聚 物 ， 在 氯 化 亚铁 做 媒 染 剂 的条 件 下， 用 于未 漂针 叶木 硫 酸盐浆 和热磨 机 械浆 的施 胶 实
酸 的共 聚 物 等 。 它们 可添 加 于 纸料 中 ， 也 可 用 于 加 工 纸 的涂 料 中 。 用于 纸料 中的粘合 剂应 具有 一定 的抗 渗透 、 增 干 湿 强度或 助 留助 滤等性 能 ， 以满足 纸 张 的抗 流 体渗 透 和 扩散 、 干湿强 度 、 提 高 细小 纤 维 和 填料 留着 性 等 要 求 。表 １ ¨ 列 出 了常 用高分 子粘合 剂 的种 类和 特性 。
精细化工习题_造纸化学品
造纸化学品试题练习（1）简述制浆过程及其要求。
答：化学法制浆基本过程：备料→制浆→洗涤→筛选→漂白→纸浆制浆要求：在纤维尽量不受或少受损失的前提下，消耗较少的动力，将植物纤维分离成单体纤维，使浆料具备一定的比表面和交织性能，为纤维之间的重新结合创造条件。
（2）为什么纸浆经过打浆才能造纸?答：①由于从纸浆工段送来的纸浆纤维硬而有弹性，这样纸浆在网上难以取得均匀分布，成纸强度低。
②未经打浆的纸浆尚含有未离解的纤维素，这些纤维素光滑挺硬，有的太长，有的太短，缺乏必要地切断和分丝，如果用其抄纸，则产品显得疏松，多孔，表面粗超，不能满足一般的要求。
（3）简述打浆过程。
答：在特定设备中，利用物理方法（如机械剪切、摩擦、水力冲击等作用）处理悬浮与水中的纸浆纤维（即对纤维素进行疏解，切断，压渍，细纤维化及纵向分裂等作用），使纸浆具有柔软性、可塑性，也使纤维素分子链中的羟基增加与氢键结合机会，提高了纤维间的结合力。
（4）简述机械抄纸过程。
答：将适合于纸张质量的纸浆，用水稀释至一定浓度，在造纸机的网部初步脱水，形成湿的纸页，再经压榨脱水、烘干而制成纸张。
（5）造纸化学品、造纸助剂的定义，指出下面的物质，哪些是造纸助剂？（滑石粉，白土，烷基苯磺酸钠，蒽醌，消泡剂，A-PAM,中性施胶剂AKD,氧化淀粉）答：造纸化学品：造纸过程中各工艺过程中所需要的化学药品。
造纸助剂：用来提高效率、减少消耗的助剂，用量少、附加值大、专项作用和辅助作用明显等特点，符合精细化学品的特点。
造纸助剂有：烷基苯磺酸钠，蒽醌（蒸煮助剂），消泡剂，A-PAM（阴离子型聚丙烯酰胺，分散剂、粘合剂）,中性施胶剂AKD（浆内施胶剂）,氧化淀粉（表面处理剂）。
常用的酸、碱、盐等无机药品，滑石粉、白土等无机填料是基本化工原料，不属于精细化学品的范畴。
（6）纸张为什么要施胶？施胶剂的定义及其作用。
答：施胶剂：用以延迟纸和纸板被水或水性溶液渗透的化学品。
施胶原因：纸或纸板主要由纤维组成，纤维具有亲水性，纤维本身有微细管，纸页上又有许多孔隙，能起毛细管作用，这样液滴便会在纸面上产生扩散与渗透现象，使纸具有吸液性能。
《制浆造纸工艺》测试卷
《制浆造纸工艺》测试卷姓名学号成绩一、填空题（40分）1．影响打浆的因素有打浆比压、打浆浓度、打浆流量、打浆湿度、磨片材质和齿型。
2．打浆对纤维的作用为分丝、帚化、压溃、润胀、切断。
3．影响网部脱水的因素有纸料的性质、脱水元件、网子、抄造条件、网案的震动等。
4．造纸常用的填料有：滑石粉、碳酸钙、高岭土、二氧化钛等。
5．造纸湿毯的三大要素是滤水性、平整性、耐用性。
6．施胶分类，一般按施胶方法分为浆内施胶和表面施胶，按施胶程度分为重施胶和轻施胶。
7．常用的表面施胶剂有动物胶、淀粉、石蜡胶、甲基纤维素、聚乙烯醇合成树脂等。
8．造纸车间的“三率”是指抄造率、成品率、合格率。
9．长网造纸机网部主要由流浆箱和网案部分所组成。
10．造纸机种类一般分为长网、圆网、夹网、特殊造纸机。
二、判断题（20分）（对打√，错打×）1．碎浆机处理桨板，对纸浆有分散作用而没有切断作用（√）。
2．叩解度表示浆料的滤水性能，叩解度高则浆料滤水快（×）。
3．打浆压力大，浓度稀，纤维易切断（√）。
4．同一打浆度，表示浆料质量一样（×）。
5．打浆时浆温度高于50℃不利于纤维润胀，须采取降温措施（√）。
6．木材纤维分为针叶木，阔叶木（√）。
7．湿重是衡量纤维长度的一个指标（√）。
8．定量是指纸页每平方厘米的克数（×）。
9．纸料在进入网部前一般不稀释（×）。
10．一般网部脱去的水量占上网纸料脱水量的95%以上（√）。
三、选择题（15分）1．以下属于针叶木的是（ABC）。
A．马尾松B．云杉C．红松D．杨木2．网案部分包括（ABCD）。
A．胸辊B．案辊C．档水板D．吸水箱3．长网造纸机流浆箱大体由以下几个部分组成（ABCD）。
A．进浆分布器B．流浆箱体C．整流装置D．堰板4．网案摇振的作用是（ABD）。
A．减少纵横拉力比B．改善纸页匀度C．增加脱水D．降低纤维排列的方向性5．造纸机白水封闭循环的目的是（ABCD）。
制浆造纸常用名词注解.
造纸常用名词注解001 纸paper经适当处理过的植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或这些纤维的混合物沉积到适当的成型设备上，经干燥或粘合制成的均匀的片状物（不包括纸板）。
002 纸板board定量相对较高的纸种。
003 纸浆pulp由植物纤维原料通过不同方法制得的用于造纸的纤维状物质。
004 风干浆air-dry pulp水分与周围环境平衡时的纸浆。
该水分通常为10%。
005 木浆wood pulp由木材制得的纸浆。
006 针叶木浆softwood pulp由针叶树木材制得的纸浆。
007 阔叶木浆hardwood pulp由阔叶树木材制得的纸浆。
008 绒毛浆fluff pulp专门用来加工成绒毛状纤维的纸浆，作为生产纸尿裤、卫生巾等产品的原料，是一种良好的液体吸收材料。
009 竹浆bamboo pulp由竹材制成的纸浆。
.010 苇浆reed pulp用芦苇制得的纸浆。
011 甘蔗渣浆bagasse pulp由甘蔗制糖废料（甘蔗渣）制成的纸浆。
012 草浆straw pulp用草类纤维原料制得的纸浆。
013 废纸浆recycled pulp用废纸生产的，经脱墨或不脱墨的纸浆。
014 化学浆chemical pulp用化学方法从植物纤维原料中除去大部分非纤维素成分而制得的纸浆。
015 硫酸盐浆sulfate pulp俗称牛皮浆，用主要含氢氧化钠、硫化钠的溶液蒸煮植物纤维原料所制得的化学浆。
016 半化学浆semi-chemical pulp将化学蒸煮与机械处理相结合所制得的纸浆。
017 机械浆mechanical pulp将植物纤维原料用机械方法制成的纸浆。
018 化学机械浆chemi-mechanical pulp需要用化学药品进行预处理制得的机械浆。
019 磨木浆groundwood pulp用磨石磨木机制得的纸浆。
020 全漂浆fully bleached pulp漂白至高亮度的纸浆，通常指亮度在85%以上的纸浆。
化学助剂分类
化学助剂分类：（1）过程助剂：用于提高纸机生产效率，提高经济效益，比如：助留剂、助滤剂、树脂障碍控制剂、消泡剂等。
（2）功能助剂：满足用户的特殊需求。
比如：施胶剂、干强剂、湿强剂、柔软剂、增白剂、染料等。
造纸配料一般包括纸浆、填料、胶料、染料和各种湿部助剂。
干扰物的来源和类型①来自纸浆木素衍生物、半纤维素、脂肪酸、胶黏剂、胶乳、淀粉等。
②来自阴离子助剂淀粉、CMC、有机酸、染料等。
③来自填料分散剂聚磷酸盐、聚丙烯酸盐、杀菌剂等。
④来自清水腐殖酸、表面活性剂等。
干扰物质对影响纸张抄造的影响：①影响纸机运转②影响助剂效能③影响纸张质量桥联絮聚是一种絮聚作用，是造纸组分间非常有效而重要的聚集方式。
聚合物的分子量不能太高也不能太低。
桥联絮聚体所形成的纸料絮聚体大而疏松，具有一定的抗剪切作用，因此称之硬絮聚体。
桥联絮聚体一旦被剪切作用破坏，聚合物将以平伏构象吸附在纸料表面，转而以电荷补丁机理引发纸料的絮聚，纸料不能重聚到原来的程度，桥联絮聚实际上是不可逆的。
Zeta电位的大小实际上反映了颗粒表面电荷的大小。
填料特性造纸填料是一种颗粒很小的白色颜料，是纸料除纤维之外占比例最大的组分。
加入量可占纸料组分的20%～40%。
加填的目的是降低纸张生产成本，且纸张的许多性质需要加填才能达到，加填成为纸张生产过程中必不可少的工艺过程。
色料纸浆由于脱木素程度的不同可呈白色、微黄色和黄褐色。
生产彩纸时，需要利用色料对纸浆染色；生产一般纸张时，也要根据用户的要求利用色料调整纸张的色调，有时，可使用色料达到光学增白的效果。
加填对纸张性质的有利影响：填料的粒度远小于纤维，纸张加入填料后，通过加填纸页中纤维间的空隙，可提高纸页的匀度和表面平滑度。
加填是控制纸张光学性质的主要手段。
填料的白度和折射率一般较纤维高，且填料粒度小，比表面积大，加填可提高纸张的不透明度和白度。
纤维易于吸水润涨，加填后可提高纸张的尺寸稳定性，减少纸张的吸水变形。
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常用的浆内造纸施胶剂
阳离子分散松香胶：
一:性质与施胶机理：它最适合的PH值范围是4.6~5.3,胶料的留着不依靠铝矾,自身带有正电荷,其施胶机理是依赖静电引力,自我留着和均匀分布于纸纤维表面,然后自身或通过少量铝盐与纤维固着,通过干燥部即可施胶
1:胶粒的留着只需少量的铝矾,在干燥时铝矾在纤维表面上与松香反应,因此,必须注意铝矾的适宜留着条件,即PH在5.0~6.5时,2铝盐会强烈地吸附在纤维表面
2:在干燥部,留着的松香胶颗粒熔化并在纤维表面展开,与铝化合物接触并发生反应使松香与纤维表面结合。
该过程在70～110度时实现
3:在吸附有正电荷松香粒子的湿纸进入纸机干燥部时，由于游离松香有较低的烧结温度，而得以软化并和纤维上的铝离子反应，继而将松香分子定位，使疏水基转向纤维外侧，而亲水基与纤维上的羟基牢固结合，形成一层良好的疏水层
二:施胶机理过程:
留着:本身带正电荷，无须借助带正电荷的明矾水解物或其他阳离子型助留剂，在湿部具有自我留着的能力
分布:在湿布，本身带正电荷的松香粒子可均匀分布在纤维表面
定位:进入纸机干燥部，游离松香粒子与吸附于纤维的铝离子反应行成松香酸铝，并使其松香粒子疏水基、亲水基转向定位
固着:在纸机干燥部松香粒子与吸附于纤维的铝离子反应，并牢固与纤维结合
三:影响因素：
1:PH值：阳离子松香胶一般接近中性条件下施胶，最佳PH值范围是5.0~6.5之间,高PH值下(>6.5时),大量松香酸会变为松香酸皂,它没有施胶效果的,另外,在高PH值下,松香胶中的正电荷量也会降低,因而减少纤维对松香胶的留着率;总碱度太高,松香就会被皂化而降低施胶度
2:ξ电位:纸浆带负电荷,加入阳离子松香胶电荷得到中和,阳离子胶在纸浆上的留着率可随ξ电位的提高而增加,从而提高施胶效率
3:加料顺序:最佳的施胶程序是逆向施胶,即先加硫酸铝后加胶;在阳离子分散松香胶施胶系统中,明矾的作用在于消除或减少阴离子干扰物,加快网部的滤水和控制PH值,
烷基烯酮二聚体(AKD)
AKD在室温下是一种蜡状水溶性物
一:AKD的应用条件:
1:助留剂:AKD属非离子性,对纤维没有吸引力,必须借助其他物质助留,如阳离子淀粉等作为施胶留着剂,如美国NSCC公司的Cato304,杭州化工研究所的变性淀粉HR-1等
2:PH值和碱度:最有效的PH8~9;总碱度在150~250mg/L时,能提高AKD的施胶效率及熟化速率,所以在配料中加入适量的NaHCO3或Na2CO3是必要的
3:填料和细小纤维：它们的比表面积都比纤维高，胶料的吸附倾向于它们，所以填料的单程留着率很重要，它可以重新分布在纤维的表面，而细小纤维的流失很大，所以加得太多会增加更多的胶料量
4:明矾的加入量：它只起中和干扰物的作用，它的加入点应该在加胶点之前二:反应过程：
胶料在扩展过程中除去水是很重要的，只要胶粒被液体包着，水的表面张力会
阻止其展开，在AKD粒子不再被水包围之前，纸的干度必须达到80%，达到这一点后胶料就会扩散开以及与表面纤维素和半纤维素分子进行反应生成β－酮酯，它能起到抗水效果
三:水解与酯化反应；
AKD还能与水发生反应,纸面打滑就是它水解生成物造成的;真正的酯化反应是在纸离开纸机以后才能进行，所以，应尽量避免它与水的接触时间，加入点应该在冲浆泵或压力筛处；控制好烘缸的温度，以适应它的酯化环境，增加温度既增加了酯化速度又增加了不希望的水解反应速度。