绪论及造纸湿部化学
制浆造纸助剂：指在制浆造纸过程中为了提高纸浆或纸张的某些特性、降低物料消耗和改善操作条件等，向物料中加入的少量化学物质的总称。
造纸湿部化学：论述了造纸浆料中的各种组分如纤维、水、填料、化学助剂等在造纸机网部滤水、留着、成形以及白水循环过程中产生的相互作用与作用的规律，研究上述因素对纸机运行和纸产品质量的影响机理。
湿部化学助剂的应用主要目的：一是为了获得纸张的各种特殊性能，二是为了提高生产效率和改善纸机的运行性能。
湿部化学对纸张性能和纸机运行性的影响：
对纸张性能的影响：结构性能（定量、厚度、匀度、两面性等）；机械性能（抗张强度、撕裂度、耐破度等）；表面性能（色泽、亮度、光泽度、平滑度等）；防护和阻力性能（施胶度、适印性）；耐久性能（耐久性）
湿部化学对纸机运行稳定性的影响
主要表现在以下几个方面：（1）纸料的滤水性；（2）沉淀和结垢。（3）泡沫的形成。
造纸湿部化学研究的内容：主要包括造纸湿部化学的基本理论、造纸湿部化学品、湿部化学测量与控制及其应用三大部分。
造纸助剂的分类：（包括按造纸助剂的用途分类及按湿部助剂来分类）。
造纸湿部－造纸生产中从纸浆流送到形成湿纸幅的部分，主要包括上浆系统、纸机网部和压榨部。
胶体及胶体体系的特征：处于分散状态的特殊物质，或指该物质的分散状态。粒径1~100nm（也有1~1000nm）范围属胶体颗粒（至少有一维尺寸）。胶体粒子具有较高的比表面积和表面电荷，其分散状态是处于粗大分散状态（悬浮液）和分子分散状态（真溶液）之间的一种分散状态。
类胶体：超过1um当粒子分散度时，也具有胶体性质。
胶体是物质存在的一种特殊状态，不是一种特殊物质。
表面电位与Zeta电位：表面电位是系统静电电荷和粒子表面综合作用的结果，
是理论上定性描述湿部化学现象的参数之一，没有实际意义。Zeta电位双电层理论中滑动面上的电位，其大小利用界面动电现象测定，是湿部化学系统控制的重要控制参数。（粒子表面带电后，必然吸附等电量的反号粒子在其周围，在紧靠带电固体表面处形成了特殊的一层表面层-双电层）。
阳电荷需求量：纸料中的植物纤维和填料等均显示负电荷，需要加入一定量的表面显正电荷的粒子才能将其中和。将这个量值称为阳电荷需求量。对一种纸料或一个造纸湿部系统，阳电荷需求量是指其通过电荷中和而达到等电点是所需的阳电荷量。测量一般用滴定方法，以所消耗的标准阳电荷电解液的毫升数表示。
细小纤维：配料中能通过200目筛的部分为细小纤维。
纤维和细小纤维的湿部化学特性：纤维和细小纤维的许多造纸现象直接与表面化学和胶体化学相关。其特性主要表现为吸附性能、润胀性能、离子交换性能。这些性能都与纤维和细小纤维比表面积、表面电荷和表面化学组成有关。细小纤维颗粒的体积小，单位质量有很大的表面积，细小纤维的表面积是纤维的5～8倍。表面积对表面吸附影响很大，而化学添加剂主要是通过吸附而产生作用，所以细小纤维对造纸湿部化学起着主要的作用。细小纤维吸附水通常是纤维的2～3倍。细小纤维影响纸机的滤水、纸的强度等，其留着重要！
阴离子干扰物质对造纸的影响：可能引起多种问题：沉积物的形成、降低产品质量、降低添加剂的功效、降低纸机的运行效率，导致系统水化学环境恶化、水处理负荷和化学品用量增加，同时可能引起腐蚀、起泡、气味等问题。
阴离子干扰物质的控制：抑制、限制初始有害有机物的析出；采用化学技术清除阴离子物质。
造纸配料粒子间的相互作用力：（1）化学键包括共价键、离子键两种；（2）分子间作用力范德华力、氢键。
造纸湿部胶体体系的特性
疏水胶体体系的特性
①粒子的悬浮—非溶液体系；②水和粒子间的吸引力或亲合力较小；③体
系不稳定导致聚集；④界面存在有强烈地影响体系行为的粒子和悬浮介质。
亲水胶体体系的特性
①高分子的真溶液或者小分子的聚集；②溶剂和粒子间的强烈吸引；
③粒子与介质间无真正的分界面。
疏水胶体聚集机理：
凝聚—胶体悬浮液在盐和低分子量、高电荷密度聚电介质的失稳。
絮聚—胶体悬浮液通过粒子与长链高聚物的结合而失稳。
胶体悬浮体系的一般聚集机理：
（1）电荷中和引起凝聚：离子间强烈的吸附层和相反离子的扩散构成颗粒悬浮在水中的双电层，在给定条件下该层有一定的厚度，加入电解质后，由于增加了相反离子的数量和效力，致使双电层厚度减薄。增加相反离子的浓度会降低Zeta电位和总势能中的排斥作用，进而颗粒易接近，并产生聚集。
（2）补丁模型：低相对分子量（10万～100万）阳离子型聚电解质带有高的电荷密度（如大于4mmol/g),当与阴离子颗粒混合时聚合物分子会完全吸附在颗粒表面上而形成带正电荷的“补丁”，颗粒的正电荷“补丁”吸引另外颗粒表面的阴离子区域，在静电引力的作用下将其拉在一起引起聚集。
（3）高聚物架桥引起的絮聚：吸附在固体颗粒表面的高聚物（阳离子型聚电解质，高相对分子量>100万）会形成一系列的环尾并伸向液相中，这些环尾吸附在双电层范围内，胶体颗粒通过环尾吸附在另一颗粒的带电表面而发生絮聚。造纸湿部化学涉及各种表面现象，如吸附、润湿、乳化、泡沫的形成及消泡等。两种消泡的方法：
机械法：如利用高压喷水在敞开式留浆箱内进行消泡。
化学法：使用消泡剂防止泡沫的形成并消除已形成的泡沫。
乳化：一种液体以微小液珠的形式分散到另一种液体中的现象。
O/W型乳液：有机物分散在水中。W/O型乳液：水分散在有机物中。
纸张增强剂
纸页的强度通常分别用干强度和湿强度来表示。
纸张强度受抄纸配料因素和过程因素的双重影响
配料因素和过程因素对纸张强度的影响：(1)单根纤维强度；(2) 纤维间结合强度；
(3) 纤维间结合的数目（结合的面积）；(4)纤维分布状况（成形过程）。
纤维之间的结合(作用）是纸强度产生的原因，纤维间的作用：共价键、离子键、配位键、氢键、范得华力、物理缠绕。
化学助剂增加纸张度的方法有：浆内添加增强剂，抄纸时添加表面增强剂。
造纸工业上主要用抗张强度、裂断长、撕裂度和耐破度表示纸张的干强度性能。纸张干强剂的增强机理：
(1) 纤维间氢键结合和静电吸附是纸张具有干强度的原因，特别是氢键结合点多，结合力强，是干强度产生的主要原因。加入干强剂后，这些高分子含有各种氢键形成基团与纤维表面的羟基形成氢键，产生了强的分子间相互作用。
(2) 一些含有阴离子基的干强剂可以通过Al3+等和纤维形成配位结合。如果纤维经特殊处理后含有羧基等，也不排除存在离子键键合的可能性。长链高分子可同时贯穿若干个纤维和颗粒，物理缠结和吸附也能够起到某种补强作用。
(3) 干强剂往往也是纤维的高效分散剂，能使浆中纤维分布更均匀，导致纤维间及纤维与高分子间结合点增加，从而提高干强度。
(4) 干强剂增加了细小纤维留着和纸页脱水，改善了纸幅的挺度。
常用的增干强剂，重点了解阳离子淀粉、两性淀粉及阳离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺的特点及优点。
纸张湿强度分初始湿强度和再湿强度
再湿强度是指干纸经水浸湿后保留的强度。
一般来说，湿强度大于15％的纸就称为湿强纸。湿强纸的衡量指标一般采用湿强对干强的比例，通常用抗张强度指标比较。
增加纸的湿强度的途径：
（1）增加和保护原有的纤维结合；（2）形成对水不敏感的结合键；
（3）添加物与纤维混合形成网络结构
湿强剂作用机理：
保护理论：加入湿强剂后，因树脂间的化学交联形成的网状结构包裹在纤维周围，这种化学交联键又不会被水解，从而阻止了纸中的半纤维素的吸水膨胀，减少了纸张在润湿条件下的强度下降，像一个发网一样，束缚了纤维的润胀，从而保持纸张的湿强度。
增强理论认为：加入的湿强剂与纤维素间形成了化学键（共价键、离子键），同时使其内部存在的氢键增强，热固性树脂中的高活性官能团同纤维素中的羟基形成共价键，不会由于纸张的浸湿而断裂，仍保持其一定强度。对于具有高阳离子电荷密度的电解质湿强剂，可与纤维素表面的阴离子形成离子健，这些键在数量和强度方面，都足以克服纤维与水的相互作用。
所有湿强树脂也增加纸张的干强度。原因？
对热固型的湿强剂，固化是湿强剂发挥作用的关键。
PAE是目前应用最多的湿强剂，单独使用PAE对湿强度要求高的纸张来说，不能通过增加其用量来达到。用量过大不仅作用效果不明显，而且会给纸张的抄造带来许多不良的影响，如浆料起泡、絮聚，揭纸困难，纸页匀度差等等。最经济获得湿强度的添加量在Zeta电位为零附近。作为湿强剂使用的PAE，其相对分子质量一般小于10万。
增加PAE作用效果的方法：
（1）选择一种阴离子型的增强剂与PAE共用，由于PAE具有阳离子性，因此不能与阴离于树脂同时加入。
（2）PAE可与明矾共用，先加入适量的明矾，由于明矾的正电性，会被细小纤维所吸附，因而有可能使得长纤维对随后加入的PAE树脂的吸附机会增大，从而提高其湿增强效果。
聚乙烯亚胺（PEI）湿增强剂
PEI是目前应用最多、效果得到公认的阳离子型湿增强剂，其分子链中含有多个阳离子基（酸性条件），可和纤维素上的羟基产生强的静电吸引，形成所谓次价力交联网络。合适的相对分子质量一般从几百到10万。由于分子中无热固性基团，不会产生凝胶，但对氧化剂敏感，与重金属离子形成有色物，在近中性pH时加入浆内，能产生中等强度的湿强效果。PEI具有使细小纤维凝聚的作
用，可提高浆料滤水性，使纸机车速提高5％～20％，细小纤维留着率提高40％～80％。
助留助滤剂
总留着率：指纸机干燥部纸卷的物料总量与送到纸机湿部的物料总量的比率（一般为90％～95％）。
单程留着率（首程留着率）：指离开伏辊处纸幅中的物料含量与离开流浆箱堰板的物料量的比率（一般20％～90％）。
纸料组分在纸页中的留着机理：机械截留和胶体聚集。
机械截留导致纸幅在网子的一面粗糙，而在毛毯一边形成平滑、致密的结构。细小组分在纸页中均匀分布的重要性。
助留剂及常用助留剂的种类：无机物（铝矾、CaCl2）、天然聚合物（改性淀粉、动物胶、植物胶等）和合成聚合物（聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚氧化乙烯等）。助留剂作用：
（1）可提高纸浆中细小纤维和填料的留着率，使浆耗降低约1％～2％．填料留着率提高20％左右。
（2）使白水封闭循环系统正常运行，白水中填料和细小纤维含量却少，白水易于澄清，可减轻排水污染，降低废水中的盐类含量和BOD值，减少排污费用。（3）保持毛毯清洁，使纸机更好地运转。
（4）使纸机网部滤水性加快。一般来说，具有助留作用的高分子也具有助滤作用，只不过其用有所侧重。滤水作用与助留作用在促进纤维和填料的凝聚这一点上是相通的。
（5）可改善成纸质量，如增加其不透明度、均匀度、印刷适印性和吸收性等。助留机理：
（1）电荷中和：电荷中和凝聚是最简单的，其机理是指在电解质或低分子量聚合物加入后，通过压缩颗粒的双电层使其排斥力减小到小于范德华吸引力时，颗粒间碰撞引起凝聚。
（2）异凝聚机理
（3）补丁机理
（4）架桥絮凝机理：当高分子量的聚合物电解质用于纤维和细小组分聚集时，
聚合物分子吸引到颗粒表面，一部分被粘附在颗粒上，而其余部分则伸出外面周围的水中，形成一系列的环和链，另一颗粒与伸向聚合物外的环和链相碰撞，碰撞的颗粒吸引聚合物表面形成的环和链，在两颗粒间形成一架桥，从而发生聚集。
影响架桥絮凝的因素：很多，其中聚合物分子量是架桥絮凝的关键因素，其他因素如聚合物电荷密度，颗粒表面电荷密度和系统中离子浓度也是非常重要的。这些因素的相互关系如下：
相对分子质量：对聚合物电解质絮凝的有效性很重要。因为聚合物的相对分子质量直接与其链长度有关，链越长，其架桥形成絮凝物的能力越强。
聚合物电荷密度：影响絮凝过程：第一，溶解的聚合物分子在颗粒表面的扩散速率受聚合物与颗粒表面间的静电荷梯度的影响，梯度越大，扩散越快，而聚合物电荷密度越高，则产生的梯度越大。第二，聚合物电荷密度越高，可提供的聚合物与细小颗粒表面静电吸引的点就越多，导致颗粒间强烈地吸引。第三，聚合物电荷密度越高，在溶解的电解质链上的电荷基团产生的静电排斥力越大，使分子采取更为舒展的构型，这将促进环和链的扩展而离开细小颗粒表面形成架桥作用。
细小组分表面电荷：对絮凝的有利影响与聚合物电荷的影响相似，表面高电荷将增加吸附速率和颗粒表面对聚合物链产生强的吸引。不利一面是颗粒表面高电荷也增加聚合物重构的速率和引起聚合物分子在颗粒表面形成一个平坦伸展而构型。
离子浓度：对絮凝的影响，增加高价阳离子浓度会降低双电层的厚度，使得两个细小颗粒容易接近，减小聚合物必须跨越的架桥距离，易发生絮凝。高价阳离子会与纤维、细小组分表面的羧基发生离子交换反应，导致细小颗粒与阳离子聚合物间的吸引力降低，这影响聚合物吸附以及聚合物对纤维和细小组分表面的粘附。增加离子浓度，降低了聚合物链上的电荷基团间的排斥力，使得分子链蜷得很紧，不能形成伸展的构型，降低了聚合物的架桥能力。
常用助留剂的种类。
助滤剂：指能够改善纸幅脱水的化学添加剂。
助滤剂的作用：提高从抄纸网部来的湿纸的滤水性、脱水速度。滤水作用与助
留作用在促进纤维和填料的凝聚这一点上是相通的。
助滤机理：
（1）带正电荷的助滤剂能够降低纸纤维、填料的表面电荷（即发生电中和作用），使极性有所降低，水分子难以在纤维、填料表面浸湿及定向排列。
（2）助滤剂（同时也起助留作用的那种助滤剂）能够促使纤维和填料的凝聚，其结果导致纤维或填料的比表面降低，形成大的聚集体，加速了脱水作用。（3）助滤剂往往也是高分子表面活性剂或者具有降低表面张力的作用，在纤维、填料表面吸附或结合后，能够降低其表面张力，减小接触角，使水分子难以铺展和浸湿，受应力作用后易脱离抄纸网部。
常用助滤剂的种类。
施胶剂
施胶是造纸过程的重要工艺。它是通过一定的工艺方法使纸表面形成一种低表面能的憎液膜，从而使纸或纸板获得抗拒或延迟流体渗透和扩散的性质。
施胶剂通常是具有低表面能的物质，通过施胶使其均匀分布在纸的表面，从而使纸具有防止和延缓液体对纸纤维的渗透和扩散的性能。
施胶的分类：浆内施胶、表面施胶
施胶剂的类型：浆内施胶剂，如松香胶、石蜡胶、合成胶等。表面施胶剂，如改性淀粉、PV A、CMC、动物胶等。
浆内施胶的目的：为了改进纸张对液体（主要是水）渗透的抵抗能力，以便在纸加工过程中（如表面施胶和涂布）尽量减少对液体的吸收，或赋予成品纸憎水性。目前最常用的浆内施胶剂是松香类、烷基二烯酮二聚体（AKD）和烯基琥珀酸酐（ASA）。
阴离子分散松香胶施胶机理：
用阴离子分散松香胶施胶时必须形成带正电荷的松香酸铝聚集体粒子，在pH 值4.5～5.5范围内硫酸铝水解为带正电荷的物质及可溶性多核铝化合物。游离松香颗粒与硫酸铝的水解物结合而带正电荷，然后通过静电引力吸附于带负电荷的纤维上并均匀分布。进入纸机干燥部后，带有铝离子的松香酸颗粒软化并在纤维的表面铺展和定位，使胶料的疏水基向外，形成憎液膜。同时游离松香
酸与吸附在其表面的铝离子反应生成松香酸铝，可使松香与纤维牢固结合。
中性施胶：指在pH值大于6的弱酸性，接近于中性或弱碱性条件下进行的施胶。中性、碱性造纸：指在接近于中性或弱碱性条件下进行抄纸。
中性施胶剂的种类及特点：
反应型：在中碱性条件下，胶料能与纤维直接反应，并固着在纤维上。如烷基烯酮二聚体，烯基琥珀酸酐。
自行固着型：仍用松香胶作施胶剂，但是采用阳离子树脂代替硫酸铝作沉淀剂。
阴离子分散松香胶可在中性或近中性条件下完成施胶，此时需借助于特殊的留着剂，使其沉淀在纤维的表面。常用的留着剂有聚合氯化铝、阳离子淀粉、两性淀粉、CPAM、阳离子聚酰胺多胺环氧氯丙烷等。
阳离子松香胶的种类：阳离子分散型（通过阳离子表面活性剂对松香进行乳化，使胶乳表面带有正电荷）和自身阳离子化（利用松香羧基的反应性或松香分子中的双键与阳离子单体共聚在松香分子中引入阳离子基团，实现阳离子化，再经乳化）
阳离子松香胶的优点：粘度低、稳定性好；减少明矾用量50％左右；可使用CaCO3填料；近中性施胶，提高纸张的强度及耐久性。
合成施胶剂（也成反应性施胶剂、中性施胶剂）：
烷基烯酮二聚体（AKD）：烷基烯酮二聚体的内酯环（－C－O－C－）发生断裂，并与纤维素的羟基结合（酯化反应），固结和定向于纤维表面，从而使纸张取得良好的施胶效果。
烯基琥珀酸酐（ASA）：其酸酐基团与纤维素的羟基结合（酯化反应），固结和定向于纤维表面，从而使纸张取得良好的施胶效果。
细小纤维（或填料）对AKD或ASA施胶作用效果的影响？
表面施胶的目的：纸页具有抵抗液体渗透能力，给与纸页更好的表面性能和改善某些物理特性，如表面强度和内部结合强度。
表面施胶的主要作用：
①提高纸和纸板的印刷性能。影响印刷性能的因素很多。通过表面施胶．可便纸的表面平滑细腻，纸的表面强度增加。在印刷过程中可减少掉毛掉粉现象。
②改善纸和纸板的抗油和抗水性能。选择抗油性胶料表面胶．可提高纸和纸板的抗油性，而选择抗水性胶料表面施胶，则可提高抗水性，通过提高纸和纸板的抗水性，还可进一步提高纸张的形稳性．
③提高纸和纸板的物理强度。由于在表面施胶时，施胶剂也可以渗入到纸页内的纤维间隙中，故表面施胶也可以提高纸和纸板内部纤维间的结合强度、挺度、抗张强度及耐折度等强度性质。
④由于表面施胶使纸面复盖了一层薄膜，故可提高纸张的耐久性和耐磨性。
⑤表面施胶可减少纸张的两面差。一般造纸机生产的纸张均有两面差现象，纸页一面比较平滑细腻，另一面则比较粗糙，从而影响使用效果。
⑥表面施胶可节省胶料，减少流失。
表面施胶剂的种类：主要包括改性淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、胶乳、合成表面施胶剂等。其中改性淀粉约占90％。合成施胶剂也得到了越来越广泛的应用，原因是合成施胶剂能克服或袮补中/碱性造纸的某些缺点，如施胶逆转、磨擦系数较低等；合成施胶剂能方便而经济地改变纸张地表面性能，可以生产高附加值的产品。
氧化淀粉：
酶解淀粉：粘度比原淀粉低得多，流动性好，透明度高。作为表面施胶剂不仅吸附在纸面纤维上，而且向纸内渗透，提高纤维间的结合力，改善纸张的外观及物理性能。
阳离子淀粉：带有正电荷，可与带负电荷的纤维紧密结合形成表面定向排列。与氧化淀粉比较，用量少而效果好。阳离子淀粉的电荷会减少淀粉迁移到纸内并提高表面定位，施胶量低但不会影响表面强度，同时优良的成膜性改善了纸张印刷的油墨持留性和光泽度。选择合适的阳离子淀粉非常重要！
聚乙烯醇（PV A）：具有良好的粘接强度和成膜性，其膜透明、柔韧，有良好的抗油和抗溶剂性，能改善纸张的尺寸稳定性和平整度，耐破度耐折度等性能，是一种理想的表面施胶剂和涂布加工用胶粘剂。
PV A的使用方法：
单独使用：提高纸张的抗张强度和耐折度。
与淀粉配用：PV A与氧化淀粉配比1：1～1：4，PV A用量的增加，纸张
的抗张强度、伸长率、耐折度等显著提高，刚度稍有增加，吸湿性不变。
与硼砂混用：防止PV A液在纸面过度渗透。
与其它物质共用：为了提高成膜湿强度，可向PV A中添加尿素甲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂；为了提高成膜的韧性，添加甘油作为增塑剂等。苯乙烯－马来酸酐共聚物（SMA）：其中苯乙烯的功能：构成聚合物刚性骨架，定向聚合以获得抗水性；控制水的可溶性；赋予有机溶剂可溶性。马来酸酐的功能：提供化学反应基团(酯化、交联、离子交换等）；赋予聚合物水溶性、极性。SMA的施胶作用：SMA分子中的酸酐基团打开后的羧基与存在纸中的多价阳离子（Al3＋）配位，使疏水的苯乙烯基团向外定向，改善纸张的疏水性。
制浆化学助剂
制浆化学助剂：制浆过程除常用的酸碱外，用于提高生产效率、减少原料消耗、提高纸浆质量、控制和缓和制浆过程等所用的辅助化学药品。
蒸煮助剂：用以加速蒸煮液对纤维原料的渗透或加速脱木素作用，从而缩短蒸煮时间或降低蒸煮温度、减少蒸煮药剂的用量、提高纸浆得率或强度的化学品。按其化学组成分为无机、有机蒸煮助剂。
蒸煮助剂作用原理：加快蒸煮液的渗透（脱木素），加速蒸煮反应（参与蒸煮反应，加快脱木素的作用，保护碳水化合物），创造和改进蒸煮和溶出非纤维素的条件（缩短蒸煮时间，降低蒸煮温度，减少蒸煮药剂的用量防止木素缩合，提高蒸煮脱木素的速率）。
漂白化学助剂：在漂白过程中提高漂白剂的稳定性，减少无效分解或减少纤维素的降解，保持漂白后浆的强度的化学药品。
漂白化学助剂的作用原理：
（1）加速漂白剂与发色基团的作用，消除、抑制和阻止各种不利因素的影响。（2）提高漂白剂的利用率，消除或减小其与周围其它杂质的反应，减小无效分解。H2O2的漂白过程中添加的Na2SiO3、MgSO4等重金属离子吸附剂防止微量的重金属离子对H2O2的分解，提高H2O2的利用率。
（3）改善漂白过程条件，使漂白剂发挥最大作用，如H2O2漂白过程中添加Na2SiO3具有缓冲酸碱作用和降低浆中重金属离子作用，减少H2O2的无效分解。
废纸脱墨剂：使粘附在纸张上的油墨、颜料颗粒及胶粘物脱落所用的化学药品。其应具有使油墨润湿、渗透、发生润胀，减少对纤维的结合力，并使油墨乳化、分散，与纤维脱离，防止再沉积在纤维上的多种功能复合型混合物。
废纸脱墨剂的作用: 降低脱墨温度，节约能源；加速脱墨反应，缩短脱墨时间，并减少纤维受机械作用的损伤；减少碱的用量，减少纤维强度的降低，从而提高脱墨效果，获取高质量的回收纸浆。
脱墨方法：洗涤法、浮选法
脱墨剂的作用机理：脱墨剂使油墨粘着剂皂化溶解，破坏了油墨与纤维的粘附力，降低了油墨的表面张力乳化油墨中的油分，从而剥离纤维中的炭黑等等颜料，并与炭黑粒子形成胶体，最后采用有效的方法除去脱离纤维的油墨。
纸料的流体和造纸湿部化学特性 ※<第一节纸料的组成和特性> 一、纸料的组成 一般情况下，纸料悬浮液是由固、液、气三相组成的复杂分散体系。固相其基本成分是纤维、细小纤维，其次是胶料、填料、颜料非纤维添加物质等，这些次要成分要根据纸张的要求进行选择，不一定每种纸料都存在。 二、组成纸料各组分的性质 1. 水 1）水是纸料悬浮液的介质，也是纸料的重要组成 2）水具有较高的表面张力 3）水能使纤维产生润胀直接导致纤维间结合力增加 2. 纤维与细小纤维 细小纤维：造纸中定义为能够通过200目筛的组分，包括细小纤维和填料。 1. 两者共性 表面带负电荷。电荷来源：表面游离羟基，所吸附的杂阴离子物质。 2、区别 关键区别：比表面积不同，细小纤维比表面积为纤维5～8倍。 对造纸体系中的物质吸附力不同：细小纤维对水的吸附力为纤维的2～3倍。 对阳离子的吸附能力不同。 对纸张强度影响。有利：增强 不利：降低强度，增加化学品消耗。
3. 功能性添加剂 功能性添加剂：赋予纸张一定的性能或提高质量。 填料或颜料是为了增加纸张的不透明度、白度和印刷性能；有色染料是为纸张着色；胶料是为了增加纸张的抗液体性能；胶粘剂、淀粉、树脂等是为了增加纸张的强度；湿强树脂为了增加纸张的湿强度等等。 4. 控制性添加剂 控制性（过程）添加剂：保证生产的连续性。 三、纸料的特性 1. 纸料分散体系具有絮集的性质 纸料这种分散体纤维悬浮液，在临界浓度（约为0.05%的浓度称为临界浓度）以下，其性质与水相似，但在临界浓度以上时，纤维之间没有足够的转动空间而容易产生相互碰撞，从而使纤维与纤维之间进行交缠，产生絮聚。 2. 纸料分散体系还具有胶体的特性 3. 纸料的分散体的表面动电现象 分散于水里的纸料胶体颗粒，其颗粒持有离子性及表面层的分子结构如果具有极性的话，由于从悬浮液中选择性地吸附离子，因而表面具有一定的电位便产生了动电行为。 造纸过程中的动电现象是湿部化学的稳定要素。 ※<第二节纸料悬浮液的流体力学特性> 一、纸料悬浮液的流动状态和流动特性曲线 浆料一个多相的复杂体系，随着纸料的种类、浓度、打浆度等条件的变化，纸料的流动特性也会随之变化。对抄纸来说，希望纤维以理想的状态（均匀分布，不会碰到一起）存在于浆料体系中。 临界浓度：纤维与纤维之间无任何交织、缠绕、碰撞现象，此时，浆料的流动特性和水几乎没有区别，我们就把这种状态下浆料的浓度称为临界浓度。范围：约0.05％（一吨浆含半公斤纤维）。 临界浓度是浆料的一个理想状态，对抄纸时纸张的匀度是有利的，但实际生产不可能在
造纸湿部化学综述(上) (2010-04-12 19:49:26) 转载▼ 分类：湿部化学 标签： 杂谈 造纸湿部化学是论述造纸浆料中的各种组成,如纤维、水、填料、化学助剂等在造纸机网部滤水、留着、成形以及在白水循环过程中相互之间的反应与作用的规律,以及对纸机的运行和纸产品质量的影响。对湿部化学过程建立一套全面控制技术,对浆料中的纤维性能、化学品的加入量和加入点进行控制,以满足高质量纸张和纸机运行的需要。生产过程中的检测包括：对浆料的纤维特性,打浆质量,网前箱浆料特性,化学品的质量,白水特性,浆料的zeta电位和阳离子需求量，纸张质量等。具体如下： 1，有关浆料特性： 纤维原料的特性包括长度、宽度、杂细胞含量,α—纤维素含量,多戊糖含量、卡伯值、灰份等。长度、宽度、杂细胞含量,对纤维的絮聚,脱水作用有影响,α—纤维素、多戊糖、卡伯值体现纤维表面支链多少,游离羟基情况。 2，有关打浆质量： 成浆的特性即成浆的打浆度、湿重,间接反映纤维比表面积大小、滤水性、细纤维化程度、平均长度,对浆料的成形,脱水有影响。 3，有关化学品： 湿部常用的化学品有，助留剂，助滤剂，干强剂，湿强剂，施胶剂，浆内淀粉，喷淋淀粉，染料，保 洁剂，硫酸铝，填料，消泡剂，杀菌剂等。对化学品的研究主要是看它们的电性，ph值，分子量，浓度，粘度，以及它们和纤维之间的反应特性。 4，有关流浆箱内浆料的特性: 包括打浆度、湿重、水位、pH值、浓度、灰份等,以确定浆料的脱水性能;流速,酸碱程度,含水量,填料 的含量,以确定湿部化学条件。 5,有关白水的特性： 包括浓度、pH 值、灰份等,以确定湿部化学反应后,酸碱度的变化情况,纤维、填料的留着情况。 6，有关zeta电位和阳离子需求量： 纸浆固体表面均带有电荷(通常是负电荷)，带电的表面自然会吸附溶液中的异电离子在其周围形成 由紧密层和扩散层组成“双电层结构”。紧密层中的离子与固体表面有较强的吸引力，它们随表面一 起运动组成一个统一体。在紧密层以外，扩散层中的离子则有较强的热运动，它们与固体表面之间的 吸引力很弱，行为在很大程度上不受表面所支配。当固体运动时，紧密层和扩散层之间会产生界面， 此界面的电位被定义为Zeta电位。 阳离子需求量可用胶体滴定法测量，胶体滴定法是一种用来测定天然聚合物或合成聚电解质离子基 团的方法，又称聚电解质滴定。它是利用一些已知电荷密度且性能比较稳定的阴离子或阳离子聚电解 质作为标准物，对被测试样进行电荷测量的一种滴定技术。 7，有关纸张的质量：
一、加填对纸张性质的影响： 填料与纸浆纤维无论是在结构形态还是在物理与化学性质上都存在着巨大差异，当填料与纤维和其他纸料组分一起形成纸张时，会对纸张的性质产生影响。这种影响既可能来自填料本身的性质，如粒度小、密度和硬度大、较高的折射率，也可能来自加填对纤维间结合的不利影响和对各纸料组分在纸张中分布与作用的影响。 1、填料在纤维网络中的分布和对纸张强度性质的影响 纸张是由纤维交织而成的网络，填料和其他纸料组分分布其中。填料在纤维网络中可有3种不同的存在形式。填料可能仅仅填充在纤维网络的空隙中，与周围物质无相互作用，但这种包埋在纤维网络中的填料仍可改善纸张的光散射性能。如果填料较薄且扁平地壤嵌在纤维间，纸张的机械性质和光学性质都不会受到影响，但这是一种极特殊的情况，因为这需要纤维和填料紧密接触并产生很强的结合力。一般的填料在纤维网络中会破坏纤维间的结合，作为膨胀剂嵌埋在纤维网络中，使纤维网络膨胀，从而导致纸张厚度和光散射能力的增加，纤维间结合强度降低。 少量加填时，由于填料对纤维间结合的不利影响，可提高纸张的松厚度。但由于填料的密度通常高于纤维，在加填较高时，如果纸张定量不变，随填料量的增加，纸张的松厚度降低，结果纸张在某一低加填量下获得最大厚度。填料的粒径、颗粒形状也会影响纸张的厚度，块状填料比片状填料加填的纸张厚度大。在柔韧的纤维网络中混入刚性的填料粒子，压光时会产生不可逆的变形。 纸张的强度性质取决于纤维间的结合，加填后，由于填料不能与纤维形成有效的结合或填料妨碍了纤维间的结合，使得纸张强度下降。加填后纸张强度的降低还可能源于纸张的裂纹和孔隙产生的应力集中现象。若定量不变时增加加填量，由于单位体积内的纤维含量减少，也会导致强度下降，填料粒子的粒径越小，强度下降越明显。块状填料比扁平状填料对强度的影响更大。 加填对纸张撕裂度的影响取决于纤维间的结合程度。但与抗张强度相比，加填对撕裂度的影响较小。用打浆度较高的化学浆抄成的纸，由于纤维间的结合很好，填料用量较高时，撕裂度也未必下降，低填料用量甚至可提高撕裂强度。对纤维结合力较差的纸张，如轻度打浆或未打浆的阔叶木浆以及机械浆抄制的纸张，撕裂度随加填量的增加而直线下降。 加填对不同强度性质的的影响程度是不同的。抗张强度、挺度和撕裂指数受加填的影响较小，粗粒填料比细粒填料对挺度影响小，块状填料比片状填料对挺度的影响小，这显然与填料对纸张厚度和松厚度的影响有关。 由于碳酸钙具有缄性缓冲作用，可以中和纸张中的酸性物质，补偿纤维类物质的酸性降解反应，因此，加填碳酸钙可使不含机械木浆的纸和机械浆抄成的纸的耐久性得以改善。长时间储存时，其白度稳定性也会因使用碳酸钙填料而提高。尺寸稳定性则由于加填后纤维间的结合减少而提高。 2、加填对浆内施胶的影响 由于填料具有很大的比表面积，对施胶剂的吸附作用远大于纤维，使得相当部分施胶剂吸附在填料上。但填料又是易流失组分，使得吸附于填料上的施胶剂也随之流失。其次，大部分施胶剂要通过与纤维的反应固着到纤维上才能产生施胶作用，填料对施胶剂的吸附，相应减少了施胶剂在纤维上的吸附份额，降低了施胶剂对纤维的固着。另外，有些填料本身会与施胶剂反应，消耗掉部分施胶剂，如碳酸钙与硫酸铝之间的反应。结果不论采用何种施胶剂和施胶方法，加填总是降低施胶剂的施胶效果。 3、填料在纸张Z向的分布 由于抄纸网的网孔尺寸远大于填料粒径，在纸料悬浮液刚接触到抄纸网时，如果填料没
聚合氯化铝在造纸中的应用 摘要：叙述了聚合氯化铝的基础理论、聚合氯化铝的水解形态及其组成、聚合氯化铝的制造方法及其发展现状，讨论其在水处理、造纸中的应用及作用机理。 关键词：聚合氯化铝；絮凝剂；施胶剂；助留、助滤剂 长期以来，作为一种高效的絮凝剂，聚合氯化铝一直广泛用于水处理过程中。近些年来，聚合氯化铝也越来越多地应用于造纸工业。八十年代初，欧洲率先开发了分散松香胶(DRS) / 聚合氯化铝(PAC)中性施胶系统，用聚合氯化铝代替硫酸铝成功地实现了松香中性施胶。与此同时，聚合氯化铝在造纸湿部还能起到良好的助留、助滤作用[1]。 1、聚合氯化铝的基本概念 聚合氯化铝（Polyaluminium Chloride），简称PAC, 通常也称作碱式氯化铝、聚羟基铝等，它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，其中n 代表聚合程度，这取决于制备过程中的多方面因素，m 表示某种聚合氯化铝产品的中性化程度，即氢氧根离子取代氯离子的多少程度。由此可见，聚合氯化铝所代表的并不是某一种特定的无机化合物，而是一系列无机聚合物的总称[2~3]。 聚合氯化铝的聚合程度受到多种因素的影响，而其中最直接、对其影响最大的是其中氢氧根的含量，因此，人们通常将Al 和Cl 的比值或碱化度（也称作盐基度）作为其特性参数来描述聚合程度，而尤以后者使用更为普遍。PAC 的碱化度按如下公式定义： 碱化度B(%) = [OH-] / 3 [Al3+] ×100 其中，[OH-] 和[Al3+] 分别表示氢氧根和铝离子的摩尔浓度，不难发现，碱度还可表示为： 碱化度B（%）= m / 3 n ×100 也有一些习惯用羟铝比（[OH-]/[Al3+]）来表示的，但其实质上是相同的[4]。 2、聚合氯化铝在水处理中的作用机理 聚合氯化铝广泛应用于废水、清水处理中用作水处理絮凝剂。有关铝盐凝聚絮凝作用机理的研究成果大多都是来自于水处理混凝领域，O’Melia在总结长期以来许多研究者所提出的混凝作用机理后，认为混凝过程中主要存在以下四种作用机理[5~9]。 2.1 双电层压缩理论 双电层压缩理论认为胶体颗粒间的相互作用力主要来自于范德华引力和静电斥力，当溶液中含有与胶体电荷相反的电解质时，胶体颗粒表面双电层中的扩散层因反离子（与胶体颗粒电性相反）作用而被压缩，电位降低。当水中电解质浓度增加到某一数值时，胶体颗粒相互靠近，体系发生快速凝聚絮凝作用，使胶体颗粒发生凝聚所需的最低电解质浓度称为临界凝聚浓度。双电层压缩理论忽视了水中反离子水解形态的专属化学吸附作用，认为导致凝聚作用的主要是一些如Al3+、Fe3+离子等高价金属离子压缩双电层作用的结果。 2.2 电中和/吸附理论 电中和/吸附理论强调胶体微粒与絮凝剂水解产物之间存在某种专属化学作用，即形成某种离子化合态，吸附在胶体颗粒表面并中和其负电荷，使胶体颗粒脱稳而随即发生絮凝作用。电中和/吸附理论可以解释物理理论所不能解释的现象，并已广泛用于解释各种水解金属盐凝聚剂对胶体颗粒产生的凝聚脱稳作用。该理论认为，胶体颗粒发生凝聚脱稳作用，除静电作用力外，最重要的是其专属化学作用，如表面络合、离子交换吸附、共价键合等等。 2.3 吸附架桥理论 吸附架桥理论是在电中和/吸附理论的基础上提出的，主要用于解释有机高分子聚合物对胶体颗粒产生的凝聚絮凝作用。该理论着重强调了同种电荷的高分子絮凝剂与胶体颗粒的化学吸附架
绪论及造纸湿部化学 制浆造纸助剂：指在制浆造纸过程中为了提高纸浆或纸张的某些特性、降低物料消耗和改善操作条件等，向物料中加入的少量化学物质的总称。 造纸湿部化学：论述了造纸浆料中的各种组分如纤维、水、填料、化学助剂等在造纸机网部滤水、留着、成形以及白水循环过程中产生的相互作用与作用的规律，研究上述因素对纸机运行和纸产品质量的影响机理。 湿部化学助剂的应用主要目的：一是为了获得纸张的各种特殊性能，二是为了提高生产效率和改善纸机的运行性能。 湿部化学对纸张性能和纸机运行性的影响： 对纸张性能的影响：结构性能（定量、厚度、匀度、两面性等）；机械性能（抗张强度、撕裂度、耐破度等）；表面性能（色泽、亮度、光泽度、平滑度等）；防护和阻力性能（施胶度、适印性）；耐久性能（耐久性） 湿部化学对纸机运行稳定性的影响 主要表现在以下几个方面：（1）纸料的滤水性；（2）沉淀和结垢。（3）泡沫的形成。 造纸湿部化学研究的内容：主要包括造纸湿部化学的基本理论、造纸湿部化学品、湿部化学测量与控制及其应用三大部分。 造纸助剂的分类：（包括按造纸助剂的用途分类及按湿部助剂来分类）。 造纸湿部－造纸生产中从纸浆流送到形成湿纸幅的部分，主要包括上浆系统、纸机网部和压榨部。 胶体及胶体体系的特征：处于分散状态的特殊物质，或指该物质的分散状态。粒径1~100nm（也有1~1000nm）范围属胶体颗粒（至少有一维尺寸）。胶体粒子具有较高的比表面积和表面电荷，其分散状态是处于粗大分散状态（悬浮液）和分子分散状态（真溶液）之间的一种分散状态。 类胶体：超过1um当粒子分散度时，也具有胶体性质。 胶体是物质存在的一种特殊状态，不是一种特殊物质。 表面电位与Zeta电位：表面电位是系统静电电荷和粒子表面综合作用的结果，
书名 作者 （或译者） 出版单位出版时间内容简介 当代废纸处理技术陈庆蔚编 中国轻工业出版 社1999年9月 本书尽量收集1990年来不断出现的废纸处理中新技 术、新工艺、新设备并予必要的说明和介绍，作为 信息、技术资料介绍给有兴趣于废纸处理技术的读 者。主要内容有：制浆、筛选、除渣、洗涤和浓缩、 浮选、漂白、废纸脱墨化学、新技术新工艺、废纸 处理工艺流程、废纸回用中废水、废渣的处理。 工业纸板的制造与应 用李锡香编化学工业出版社1999年9月 本书全面而系统的介绍工业纸板的制造过程及其应 用，并就电绝缘纸板、加工纸板、建筑纸板等工业 与技术用纸板从产品标准、应用、工艺、操作等方 面作了详尽介绍。本书不但总结了我国工业纸板生 产经验，而且用一定篇幅介绍了国外纸板生产的有 关设备。 造纸工艺学（高等学校专业教材）张运展 苏求凤等 中国轻工业出版 社 1999年9月 第一章：绪论；第二章：纸料的准备；第三章：供 浆系统；第四章：纸和纸板的抄造；第五章：造纸 用水与白水回收；第六章：纸张的结构及性质；第
七章：加工纸和非植物纤维。 最新纸机抄造工艺[美]B.A.绍 帕编曹邦 威译 中国轻工业出版 社 1999年8月 本书系Pulp and Paper Manufacture系列丛书中的 第七册译出，基本反映了国外90年代的纸机技术水 平。本书介绍了纸张的各项基本性能和纤维原料特 征，纸页成形的基本原理和各种先进的进浆装置、 微湍流浆箱、新型长网纸机和各种先进的夹网与复 合型纸机；介绍了多层纸的概念，并对抄纸化学的 胶体化学理论和各种工艺助剂与功能助剂作了详细 介绍。还对压榨基本原理以及新型的复合压榨、宽 压区压榨和冲击干燥压榨，干燥的基本原理和新型 干燥部配置作了介绍。 中国造纸原料纤维特 性及纤维图谱王菊华 中国轻工业出版 社 1999年6月 本书详细展示和论述了各类造纸原料的结构特点及 其对纸张性质的影响。列举了120多种纤维原料及约 20种胶填料的基本特性及显微图谱，可供选用原料 和成品分析鉴定参考。书中还对进口商品木浆的形 态特征作了专门介绍，并对几项常用的最新显微分 析试验方法作了详细讨论。本书是造纸科研、生产、
节水降污解决方案 造纸厂节水降污解决方案 钛唐纳米TiO2在纸厂节水降污中的重要应用 湖南钛唐纳米科技有限公司
一、造纸厂废水来源 造纸工业是能耗、物耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特性是废水排放量大，生产吨纸的耗水量为30～100吨水，虽然有部份的水可以循环利用，但还是有大量的污水产生。因此，造纸厂的污水处理面临非常大的压力。 造纸厂废水的特点之一是很高的COD（化学耗氧量）、BOD（生物耗氧量）和SS（悬浮物）含量。COD与BOD值来自于造纸过程中加入的有机化学助剂、原浆与二次浆中的有机物(DCS)，这些有机物在湿部的留着率低，留存于白水中，表现出高COD。没有留着的部分填料和细小纤维进入白水，形成造纸废水中的悬浮物。 二、目前解决造纸污水的处理方法 目前造纸企业污水处理方法主要是通过物化与生化相结合，处理的成本较高，而且很多造纸企业都难以达到国家规定的排放标准。目前基本的处理方法： 气浮或沉淀法 通过投加混凝剂，去除SS，同时去除非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD 。其典型的处理工艺流程如下： 废水→筛网→集水池→气浮或沉淀→排放 气浮和沉淀均为物化处理方法，处理效果与选用的设备、工艺参数、混凝剂等有关，通过气浮或沉淀处理，去除SS，降低COD。 物化与生化处理相结合 对于吨纸废水排放量较低、废水含COD较高的大中型废纸造纸企业，可溶性COD、BOD 主要需通过生化方法才能有效去除。一般采用物化加生化的处理方法。典型工艺流程如下：废水→筛网→调节→沉淀或气浮→A/O或接触氧化→二沉池→排放。 A/O(缺氧—好氧)处理工艺，通过缺氧段的微生物选择作用，只是对有机物进行吸附，吸附在微生物体的有机物则在好氧段被氧化分解。经过生化处理后，废水中的可溶性COD 有一定的降低。 经过上述的处理方法，造纸企业的污水排放还是很难达到国家的排放标准（COD<100mg/L），加了达标排放，增加聚铝絮凝工艺，但处理费用大幅度上升。很多企业只能添加清水排放，或冒险偷排。国家对环保的要求越来越严格，环保问题已经是造纸企业
2.纸和纸板的分类 a.文化用纸(cultural paper)泛指用于文化事业的纸张品种。 b.包装用纸(packaging paper)：泛指商品包装用的纸和纸板。 c.技术用纸(technical paper)：主要是指工业生产和科研领域用的纸品。 d.生活用纸(domestic paper)：主要包括日常生活中使用的一次性纸品、医药卫生用纸品等。 1.造纸工业中应用造纸化学品的目的和意义是什么？造纸化学品有哪些种类？它们的应用对纸张有什么直接或间接的作用？ （一）应用造纸化学品的意义： （1）使纸张具有某些特殊的性质如获得抗水性、印刷适性、颜色、强度、柔软度等。（2）为了保护环境及充分利用能源和资源，提高产品质量。 （3）为了提高生产效率、改善操作环境。 （4）非纤维添加物质对于造纸过程是必不可少的一种物质，它是仅次于纤维原料的造纸原料，对纸张质量将起着举足轻重的作用。 （二）造纸化学品的种类和作用： 分为功能型添加物质和控制型添加物质两大类。 （1）功能型添加物质是作为纸中的一种成分，以改变纸张性质为目的。 ①施胶剂和定着剂是为取得防潮抗水性能； ②填料或颜料是为了增加纸张不透明度、白度、匀整性以改善印刷适性； ③染料或有色颜料是为了使纸张着色生产色纸； ④增强剂是为了增加纸张的干强度或湿强度； ⑤纤维分散剂或柔软剂是为了改善纸张匀度或柔软性； ⑥光学改性剂是为了获得某种光学性能； ⑦特殊添加剂是为了使纸张获得某一特殊性能。 （2）控制型添加物质是为了改善生产环境，防止或消除生产故障或实现某种工艺措施，至于它们是否成为纸中的成分并不重要，其对纸页性质的影响不大或是间接的。 ①助留、助滤剂； ②消泡剂； ③防腐杀菌剂； ④树脂控制剂； ⑤絮凝剂等。 7．纸张加填的目的和作用是什么？填料有哪些种类？它们有什么主要性质和特性？如何根据纸张的种类和要求选用填料？ 常用填料：滑石粉（Talc）、瓷土（又称高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O））、碳酸钙 纸张加填的目的和作用 （1）、改变纸的光学性质 通过改变折光率和光散射系数，增加纸页的不透明度和亮度，并防止透印。 （2）、改善纸页的表面性能和印刷适性 加填可以改善纸页的平滑度和匀度，提高纸页的吸收性和吸墨性，并降低纸页的保水性和变形性。 （3）、赋予纸页某些特殊功能 如卷烟纸加碳酸钙，改进透气性，调节燃烧速度。导电纸加入碳黑，以获得导电性。（4）、节省纤维原料，降低生产成本 填料的价格是几角钱1kg，而纤维原料的价格是几元钱1kg。因此加填可大大节约纤维用量，并大大降低生产成本。当然，填料的加入量也不能过大，否则会大大降低纸页的强度指标。（5）、填料有大的比表面积，能吸附树脂，使纸浆中的树脂不致凝聚成大粒子，因而有助于克服树脂障碍。 加填具有一定的不利影响： 加填的纸张，由于填料分散于纤维之间，使纸的结构疏松多孔，减少了纤维间相互的接触和氢键结合，使纸页的物理强度下降。加填使纸张印刷时掉粉掉毛现象增加。加填会降低纸张的施胶度，尤其是碱性填料对酸性施胶的危害更大。 填料种类：天然填料、人造填料 填料性质：反射率、白度、颗粒形态、粒径及其分布、比表面积、颗粒电荷、pH值、溶解性、磨饰性和表面（自由）能等。 填料反射率越大，反射光的数量越多，使纸张的不透明度越高。 不同形状的颗粒，其光散射的最佳值不同。 以最佳粒径为中心的粒径分布范围越窄时，越有利于增加纸的不透明度。 比表面积高的填料会增加纸的适印性，但会削弱纸的强度，增加施胶的难度。
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。 1.2试验仪器 ZQS2-23型瓦利打浆机,DF -101S 集热式磁力搅拌器,ZQJ -B -Ⅱ型纸样抄取器,紫外线固化机,DC -KZ300C 型电脑测控抗张试验机,DCP -MIT135型电脑测控耐折度仪,DC -NPY5600型电脑测控纸页耐破度仪,Muetek SZP06 Zeta 电位仪,Nicolet Raman 基金项目:浙江省自然科学基金(Y4080359。作者简介:陈金龙先生(1986-,浙江理工大学材料与纺织学院材料物理化学专业在读研究生,研究方向为造纸化学品。通讯作者:张秀梅,E-mail: xiumei@https://www.doczj.com/doc/3e2152352.html, 。 不饱和造纸湿强剂的制备及在不同助留剂中的应用 ●陈金龙,张秀梅,姚晓红,金杭 (浙江理工大学材料与纺织学院,杭州 310018 摘要:以苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、异戊二烯为原料合成具有环氧基团、碳碳双键等活性基团的不饱和造纸湿强剂,利用傅里叶-拉曼光谱分析仪分析产物的结构,并探讨添加不同助留剂对纸浆Zeta 电位、纸页物理性能的影响。实验结果表明:阳离子瓜尔胶作为助留剂时,纸页的湿强性能提升较大,当添加量为0.2%时,纸页的湿强指数达到7.43N·m·g -1,湿强保留率达到了20.3%。关键词:不饱和聚合物;湿强剂;环氧基团;Zeta 电位 中图分类号:TS727+.2 文献标识码:A 文章编号:1001-6309(201105-0043-04
浙江理工大学2016级轻化工程(制浆造纸工程)专业培养方案 一、专业名称：轻化工程专业代码：081701 二、培养目标 本专业培养具有扎实的生物质化学化工基础和现代制浆造纸专业知识及技能，并具有一定的计算机操作水平和较好的英语应用能力，能从事化学化工领域，特别是制浆造纸科学与技术及生物质材料领域的科学研究、产品及工艺设计与开发、生产技术管理、产品检测与贸易的复合型工程技术人才。 本专业毕业生在毕业五年后应达到以下目标： （1）能够设计针对制浆造纸及生物质精炼领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 （2）能够基于制浆造纸及生物质精炼工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。 （3）能够就制浆造纸及生物质精炼领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 三、培养规格及基本要求 1. 知识结构要求： （1）工具性知识：学生要掌握一门外语，能熟练阅读本专业外文书刊，具有听、说、写的基础；通过计算机基础课程、计算机应用课程、信息处理技术基础、文献检索、科技写作方法等课程的培训，学生要具有较强的计算机及信息技术应用能力；掌握基本的科技文献查找、运用方法；通过实验优化方法、数据处理方法的学习，掌握实验安排、实验数据处理的基本知识。 （2）人文社会科学知识：基本掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论基本原理，具备文学、历史、哲学、艺术、法律、社会学、心理学等方面的知识，有良好的思想品德修养和健康的心理。主要包括毛泽东思想概论、邓小平理论概论、思想道德修养、法律基础、马克思主义政治经济学原理、马克思主义哲学原理、人文社科和艺术类选修等。通过以上课程的学习，综合掌握文学、政治学、法学等人文方面的知识。 （3）自然科学知识：具有本专业方向所需的数学、物理学、化学、生物学、环境科学等自然科学基础。 （4）工程技术知识：工程制图、化学工程、生物工程、材料工程、环境工程、机械工程、工程管理、电工电子学等方面的知识。 （5）经济管理：经济学、管理学等方面的知识。 （6）专业知识：系统掌握本专业的基本理论、工艺原理、专业知识和实验技能，受到良好的专业技能训练，具有对产品进行性能分析、检测和质量控制的能力。掌握本专业领域生产过程技术经济分析、环境保护、清洁生产和综合利用的基础知识。具备进一步攻读硕士研究生和博士研究生的良好潜质。 通过学科基础课程的学习，学生具有坚实的化学、化工原理、工程力学、植物纤维化
造纸湿部化学测量与控制及应用 张军辉 (黑龙江省有色金属地质勘查局702队,牡丹江157021) [摘 要] 介绍了造纸湿部化学的基本理论、湿部电荷测量的方法,及如何利用这些方法进行纸机的湿部化学控制。 [关键词] 湿部化学;Zeta电位;胶体滴定 随着现代造纸工业的飞速发展,各种新的生产工艺和化学助剂不断涌现,造纸湿部化学也同时得到了迅速的发展。现在造纸湿部化学的研究也越来越多地引起了人们的重视。造纸湿部化学主要论述造纸浆料中的各种组分如纤维、水、填料、化学助剂等在造纸机网部滤水、留着、成形以及在白水循环过程中产生的相互间反应与作用的规律,其结果直接影响到纸机的运行是否正常和纸产品的质量。造纸湿部化学研究的内容主要包括造纸湿部化学理论,造纸湿部化学品,造纸湿部化学测量与控制及应用。本文主要结合生产现状对造纸湿部化学测量与控制作简单介绍。 1 造纸湿部化学基本理论 1.1 造纸湿部纸料配料组分的胶体化学特性 造纸湿部纸料悬浮液是一个多相性体系,其配料组成的粒子属于粗分散体系,具有胶体大小的尺寸,另外还有高的比表面积和比表自由能,而且大多数反应都发生在这些粒子之间,这是造纸湿部纸料配料的胶体化学重要特性。因此湿部化学的所有理论都是基于这一特性进行展开的。它的基本理论就是运用胶体化学和表面化学的理论来论述造纸配料中的各组分的特性以及作用规律。从热力学观点来讲,胶体可分为两类:亲液胶体和憎液胶体。而造纸湿部纸料配料是以水为介质的,因此造纸湿部纸料可分为亲水体系和疏水体系,疏水体系包括分散在水中的填料固体颗粒、细小纤维、松香胶料等,溶解于水中的淀粉、助留剂、助滤剂、干强剂、湿强剂等则属于亲水体系。亲水体系是大分子溶液,属于亲水的一种稳定体系[1]。而疏水体系是一个高度分散的 收稿日期:2009-12-01多相体系,有很大的比表面积和很高的比表自由能。 1.2 双电层理论 在胶体化学里有一个重要的理论就是双电层理论,它是从电荷的层面来研究胶体化学反应。从电荷的角度来看,悬浮胶体颗粒表面带有相同符号的电荷,界面电荷的存在会影响到造纸纤维悬浮液中离子的分布,胶体表面带有同符号的离子,而反离子分布在它的周围。反离子一方面受胶粒的电吸引,有靠近胶粒的趋势,另一方面因本身的电排斥作用有远离胶粒的趋势。在大多数情况下,一部分反离子和胶粒紧密地联在一起,这部分的反离子和胶粒表面上的离子形成的带电层叫做吸附层,另一部分反离子分布在胶粒的周围,离胶粒越远越稀,形成电荷符号与吸附层相反的另一带电层,叫做扩散层,由吸附层和扩散层所构成的电荷相反的两层叫做双电层。当分散相对分散介质做运动时,在不动的吸附层和可动的扩散层之间就产生电位差,称为动电位,也就是通常所称的Zeta电位,也可以简单地认为是控制胶粒间电排斥的电位。 2 湿部化学测量 由于胶体化学是从电荷层面来研究的,所以造纸湿部化学测量主要是造纸湿部配料的静电荷测量。衡量造纸配料静电荷特性的主要参数是Zeta 电位和溶解电荷量。 2.1 造纸配料中的静电荷 造纸纤维悬浮在水中时,都会产生一定的静电荷。包括纤维、细小纤维、填料及各种助剂等等。不论是分散的颗粒还是溶解的分子都是如此。静电荷包括表面电荷和溶解电荷,两者在湿部化学控制中都起着重要的作用。纸料中分散颗粒(纤维及填料)的表面电荷用纸料系统的Zeta电位进行描述,溶解 41