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表面活性剂在造纸工业中的应用和发展上壁布英制轴承文氏管热切机拉丝机Frc

发布时间:2023-12-18 14:51:53 阅读: 来源:炒锅厂家
表面活性剂在造纸工业中的应用和发展上壁布英制轴承文氏管热切机拉丝机Frc

表面活性剂在造纸工业中的应用和发展(上)

表面活性剂是造纸化学品的重要组成部分,广泛应用于造纸制浆、湿部、表面施胶、涂布以及废水处理等过程。近年来,由于世界木材紧缺,废纸再生率大大提高,严格的环保立法这三方面的因素,加上各种高新技术的发展,如造纸设备的大型化、高速化,纸与纸板多样化、高档化的影响和需求,各种新颖的造纸化学品正不断涌现,它们对提高造纸的产量、改善质量、降低污染以及提高经济效益等方面均起着举足轻重的作用。因此世界各国都十分注重造纸化学品的开发和生产,其总体发展速度始终保持在3%~4%的增幅,有些特殊新品种由于技术上的突破增幅更是高达10%以上。全球销售总额已达到85亿美元。美国销售额增长率达到4.8%,日本销售额的年增长率高达11.32%,西欧3%,其中增长较快的品种是助留助滤剂、施胶剂、增强剂、防腐杀菌剂、树脂障碍/沉积物控带动10万人就业制剂、脱墨剂等造纸用精细化学品,而这些造纸精细化学品几乎都离不开表面活性剂。

中国造纸化学品的开发应用起步较晚,70年代还几乎空白。随着物质生活水平不断提高,人们对纸张质量要求越来越高,对纸张的需求量越来越大。近年来我国造纸工业持续高速发展,2001年我国纸和纸电话卡板产量达3340万吨,居世界第三位,而消费总量达3758万吨。与造纸工业密切相关的造纸化学品的开发和应用已得到高度重视,根据中国造纸化学品工业协会初步调查分析,“九五”末我国造纸化学品实际销量约25万吨,到“十五”末有可能达到60万吨。因此中国造纸化学品行业是一个很有发展前景的朝阳行业,表面活性剂在造纸工业中的应用将越来越广泛。

1 造纸工业用表面活性剂

根据应对被试电缆进行充分放电表面活性剂的性质,表面活性剂在制浆造纸中的主要作用有加速蒸煮渗透、脱墨、洗涤、抗静电、柔软、润滑、分散、乳化等作用。

1.1 在制浆中的应用

造纸用纤维原料主要来自于木浆、非木材纤维浆以及再生纤维浆,木浆和非木材纤维浆又可分为机磨浆和化浆,表面活性剂在化浆中主要用作蒸煮助剂,在再生纤维浆中主要用作废纸脱墨剂。

1.1.1 蒸煮助剂

表面活性剂用作蒸煮助剂,可以促进蒸煮液对纤维原料的渗透,增进蒸煮液对木材或非木材中木质素和树脂的脱除,并起分散树脂的作用。常加入的渗透剂有磺化琥珀酸酯盐(渗透剂T)、润湿剂FC、丁基萘磺酸钠等。用作树脂脱除剂的阴离子表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠、四聚丙烯苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、二甲苯磺酸、缩合包子机萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠等;非离子表面活性剂有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚醚等。用非离子表面活性剂脱树脂时,以壬基酚聚氧乙烯醚最为有效,阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配共用效果更好,既可促进木质素和树脂的脱除,又能提高纸浆收率。例如:添加质量比为1:(1~2)的二甲苯磺酸和缩合萘磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚的复合物,即可收到良好的树脂脱除效果。

1.1.2 废纸脱墨剂

我国木材纤维紧缺,近年来废纸进口量急增,1985年为3万吨,1990年为42万吨,1995年增加到90多万吨,目前已达到250多万吨。废纸的回收利用越来越引起人们的重视。废纸回收率和废纸在造纸原料中的占有率迅速提高,废纸脱墨剂用量迅速增加。废纸脱墨的原理是:借助表面活性剂使纤维与油墨湿润、渗透、膨胀、乳化分散、发泡、絮凝,后捕集、洗涤将油墨除去。常用的脱墨剂是由表面活性剂与无机药品组成,或是多种表面活性剂的复配物。作为废纸脱墨剂的主要表面活性剂有阴离子型:脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸盐、磷酸酯盐、磺基琥珀酸酯;阳离子型:胺盐、季铵盐;两性型:甜菜碱、咪唑啉、氨基酸;非离子型:烷氧基化物、多元醇胺、脂肪酸烷酯、烷醇酰胺、烷基糖苷。选用何种表面活性剂视印刷品情况及脱墨工艺而定。

1.2 在造纸湿部中的应用

在制浆工序之后,在纸页烘干之前称为造纸湿部,在造纸湿部添加的化学品称为湿部化学品,在湿部化学品中也有许多是表面活性剂。

1.2.1 施胶剂

施胶剂是重要的湿部化学品,其作用是使纸和纸板获得抗水性能,多数用于书写、印刷、包装和建筑用纸和纸板。施胶剂主要为松香类施胶剂与合成类施胶剂两类。我国造纸施胶剂的开发应用较为落后,以前大多采用皂化松香施胶剂和用马来酸酐加成制得的强化松香施胶剂。近年来发展为分散松香,有阴离子分散松香胶、阳离子分散松香胶等。分散松香胶乳化剂和分散剂均为表面活性剂,选择好表面活性剂是制备分散松香胶的关键,常用的有阴

离子型、阳离子型及两性离子型等。我国目前用量最大的是阴离子分散松香胶,常用云浮的乳化剂为聚氧乙烯型,如脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、2-对苯二酚-3-(连苯乙烯酚二聚氧乙烯)丙烯磺酸钠、2-羟-3-(壬基苯氧基聚氧乙烯)丙烯磺酸钠等。有的采用阳离子聚丙烯酰胺、聚酰胺聚胺表氯醇、阳离子淀粉等作为阳离子乳化剂制备出阳离子分散松香胶。

合成类施胶剂,主要有烷基烯酮二聚体(alkyketenedimmer)简称AKD和烯基琥珀酸酐(alkenysuccinicanhydride)简称ASA。这两类施胶剂由于均含有活性基团,可以与纤维的羟基起反应而保留在纤维上,故也称反应性施胶剂。由于这类施胶剂可容纳较高的pH条件(pH=7.5~8.5),可以使用廉价的碳酸钙作填料,提高纸张的强度、白度,改善抄造性能而受到造纸行业的欢迎。目前发达国家50%以上的高档纸已实现中、碱性抄造。我国从1989年开始引进中性抄纸化学品及技术,现已逐步国产化并在廊坊高档纸中迅速普及,AKD、ASA本身不溶于水,需用乳化剂配成乳液,常用AKD乳化剂有高级脂肪酸和高纸脂肪醇组成的酯类化合物及用阳离子淀粉、特殊改性阳离子脂肪酰胺或胺类化合物碳原子数9~32的脂肪族单羧酸、4~10脂肪族二羧酸或其他羧酸(羊毛脂等)与聚烷撑胺及单卤化烃反应得到的阳离子聚合物;二元醇高级脂肪酸酯及碳原子数为8~18的高级醇或脂肪酸聚氧乙烯辛基酚或壬基酚及阳离子聚胺化合物;脂肪酸蔗糖酯(单酯、双酯或三酯混合物);及某些阴离子表面活性剂如萘磺酸钠)甲醛缩合物、木素磺酸钠等。

1.2.2 树脂控制剂

经过制浆处理后的纸浆在漂白过程中会析出残余的树脂,如不及时分离会形成黏性淤积物,粘附于设备、纸机铜、毛布及烘缸上,造成造纸障碍,影响正常抄纸,还会产生纸病。另外在废纸大量采用的今天,废纸中的胶粘剂、油墨粘连料、涂布粘合剂等树脂性物质同样会产生树脂障碍影响抄造。因此,对树脂障碍控制剂的研究与开发已越来越重要。据报道,全球造纸树脂及沉积物障碍控制剂的销售额达3.1亿美元。常用的树脂障碍控制剂有无机填料(如滑石粉等)、杀菌剂、表面活性剂、螯合剂、阳离子聚合物、脂肪酶及膜分离剂等,而最常用的是表面活性剂"阴离子表面活性剂是目前应用最为广泛的表面活性剂,它有高级醇硫酸盐、烷基苯磺酸及高级醇、磷酸酯等。阳离子表面活性剂主要为烷基胺盐或季铵盐。非离子表面活性剂主要有聚乙二醇型与多元醇等。另外,还有两性表面活性剂及各种多元复合物。剥离剂也是一种树脂控制剂,用来控制烘缸与纸页间的黏着力,润滑刮刀、烘缸,控制黏合剂分布等。主要有聚酰胺类聚合物乳液,如聚乙烯醇乳液、矿物油及表面活性剂配合喷涂有机硅乳液和聚胺聚酰胺类阳离子聚合物等。

1.2.3 消泡剂

造纸原料由于含胶质物、皂类物质,在蒸煮、洗选、漂白、打浆等过程中,容易起泡,产生不良后果制浆工段若严重起泡会直接干扰、降低洗涤效果;抄纸工段中起泡会引起短当客户购买精密仪器时他们会潜意识的认为某大品牌的仪器质量好应当买这个品牌的仪器纸、斑点等问题;涂布中涂料起泡,使涂布加工纸上出现无涂料的斑痕(称为鱼眼)而影响印刷质量;抄纸白水若起泡严重,则须排放、再补充新水,造成纤维损失及污染等问题;污水泡层会影响污水与空气的接触,防碍充氧,影响污水生化处理。复合消泡剂的主要活性组分是高碳醇类、聚醚类、酰胺类、脂肪酸酯、有机硅高分子等,一般配成油包水型乳液。对制浆部分的泡沫一般选用亚乙基双硬脂酰胺和疏水有机硅;造纸部分的泡沫一般选用聚乙二醇和脂肪醇衍生物。

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