制浆造纸助剂绪论
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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。
制浆造纸化学品概述制浆造纸化学品主要可以分为:制浆用化学品、造纸过程和功能性化学品、涂布加工纸化学品、水处理化学品等。
一、制浆常用的助剂1.蒸煮助剂:蒽醌、绿氧,实际使用中蒽醌用的较多,一般和渗透剂配合使用,渗透剂0.1千克/吨浆,蒽醌0.3千克/吨浆左右。
2.废纸脱墨剂:1).非离子型:烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇环乙环丙嵌段共聚物2).阴离子型:烷基苯磺酸钠、烷基醚硫酸钠、脂肪酸皂类目前,废纸脱墨剂以高乳化性的聚氧乙烯壬基苯酚醚、聚氧乙烯烷代酚醚等非离子表面活性剂为主体,并根据纸浆质量要求、油墨类型而配加有其他助剂组成的脱墨剂。
漂白后废纸浆可代替部分阔叶木浆生产中级纸和高级纸。
由烯烃类溶剂、渗透剂和乳化剂等组成新型脱墨剂,还可使橡胶、塑料、树脂等胶粘物易于与纤维分离。
3. 滑石粉:主要用来控制树脂,减少尘埃。
用量一般在4.5~6.8kg/t。
4. 消泡剂:用于碱法纸浆洗涤、漂白和黑液浓缩的消泡剂,要求耐碱、耐高温,大多由烯烃类溶剂和亲油性表面活性剂组成; 消泡剂有水基和油基,无论是油基或水基消泡剂,其有效活性组分大体是相同的。
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,对造纸部分的泡沫一般选用聚乙二醇酯和脂肪衍生物。
5. 防腐剂:现在用的大部分是机防腐剂,大多含有溴基、氰基、巯基、以及苯并咪唑、苯并噻唑等基团。
二、造纸用化学品:抄纸化学品和功能性化学品一)抄纸化学品1. 助留/助滤剂:阳离子淀粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺(PEI)、阴离子淀粉及多元助留体系。
近年来,使用的大多为阳电荷的高分子聚合物,如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚酰胺、聚氨酯等。
它们的长分子链可在纤维、细小纤维、填料等空隙间架桥,并与纤维表面阴电荷逐步中和以形成絮凝,从而提高保留率并增大滤水性。
今后,我国造纸用助留/助滤剂主要为改性淀粉和PAM。
2. 消泡剂:有机硅类、聚醚类,脂肪酸盐等3. 絮凝剂——聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺及其改性产品4. 沉积物控制剂——阳离子聚酰胺5. 纤维分散剂——聚氧化乙烯、高分子量阴离子聚丙烯酰胺等6. 防腐剂——均三嗪、异噻唑啉酮类、有机溴化合物二)功能性化学品1.施胶,用以延迟纸和纸板被水或水溶液渗透的化学品。
制浆造纸助剂期末总结制浆造纸行业是现代工业中的重要部门之一,纸张在人们的日常生活中起到了至关重要的作用。
而制浆造纸助剂则是制浆造纸过程中不可或缺的一环,其功能主要包括改善纸浆的物理性能、提高纸张的品质以及增强生产的效益。
在过去的学期中,我在制浆造纸助剂这门课程中学到了很多知识,并对行业的未来发展和研究的方向有了更深入的了解。
在本次期末总结中,我将重点从以下几个方面进行总结。
一、助剂的分类和应用制浆造纸助剂可以根据其功能的不同分为多个类别,如表面助剂、浆剂、阻燃剂等。
这些助剂从不同的角度改善了纸浆和纸张的性能,使其在使用过程中达到更好的效果。
例如,表面助剂广泛应用于纸张的表面处理,可以提高纸张的光泽度、平滑度以及油墨吸收性等各种表面性质。
这使得纸张看起来更加美观,品质更高,适合于印刷和包装行业。
浆剂则主要用于浆料的制备和处理过程中,可以增加浆料的稳定性、改善纸浆的流变性质,提高纸浆的过滤性能等。
这些优点使得纸浆的制备和处理过程更加顺畅,提高了生产效率。
二、助剂在环保方面的应用随着社会的进步和环境保护意识的提高,制浆造纸助剂在环保方面的应用成为行业研究的热点。
制浆造纸过程中产生了大量的废水和废纸浆,处理这些废水和废纸浆对环境具有一定的危害。
因此,研究人员开始开发一些环保型制浆造纸助剂,以减少对环境的影响。
例如,采用一些可降解的助剂替代传统的助剂,降低化学物质对环境的污染。
另外,也通过改进制浆造纸工艺以及提高纸浆利用率等方式来减少废水和废纸浆的产生。
三、助剂的研究和开发方向制浆造纸助剂的研究和开发是行业发展的关键,它涉及到材料科学、化学工程等多个学科的知识。
目前,行业研究人员主要致力于以下几个方向的研究。
首先是助剂的新材料研究,如新型活性剂、界面活性剂等。
这些材料具有更好的应用特性,能够更好地改善纸张的性能。
其次是助剂的功能组合研究,通过不同助剂的组合使用,可以更好地发挥助剂的作用。
这可以有效地提高纸浆的性能,降低生产成本。
制浆造纸助剂课程设计一、课程目标本课程旨在使学生了解制浆造纸过程中所使用的助剂种类、性质、作用和使用方法,同时也能够掌握相关实验操作技能。
二、教学内容2.1 助剂种类和性质1.硫酸盐类助剂:硫酸盐类助剂是制浆造纸产业中最为常用的助剂,应用范围广泛。
学生需要了解其种类、分子结构、功能、作用机理、优缺点等方面的知识。
2.醛类助剂:醛类助剂在纸张强度和耐久性等方面有着明显的效果,学生需要了解其种类、功能和应用方法。
3.硅酸盐类助剂:硅酸盐类助剂是带电性很强的正离子高分子聚合物,学生需要了解其种类、功能、作用机理和应用方法。
2.2 助剂作用和使用方法1.浆料调节:学生需要了解如何将各种助剂进行调配,以实现不同的浆料调节目的。
2.纸张性能控制:学生需要了解如何使用各种助剂控制纸张的平滑度、表面光泽、透气性、抗菌性等性能。
3.环保科技应用:学生需要了解如何在环保条件下应用助剂,达到环保生产的目的。
2.3 实验技能培训1.浆料示范制备:通过浆料的制备和调控,使学生掌握浆料的基本结构和性质。
2.增强纸张性能示范:通过加入不同的助剂,学生了解各种助剂对纸张性能的影响。
3.环保科技应用演示:通过演示环保科技应用实例,增强学生的环保意识。
三、教学方法1.授课主要采用讲授和授课互动相结合的方法。
2.实验操作主要采用独立完成和团体合作相结合的模式。
3.带领学生从实践中汲取知识,培养和加强学生的实践操作能力,更好地适应未来工作的需要。
四、考核方式本课程主要采用课堂考勤、实验成绩、作业成绩、期末考试等多种考核方式。
五、教材参考1.刘永涛编著《浆料应用化学及其操作技术》。
2.盖世自编著《纸张技术及设备》。
3.《纸和造纸加工助剂》教学材料。
六、实践操作计划1.实验一:浆料调配实验。
熟悉浆料操作规程,掌握浆料调配的基本操作技能。
2.实验二:各种助剂性能对比实验。
比较各种助剂的性能差异,掌握助剂的基本性质和使用方法。
3.实验三:硅酸盐类助剂应用实验。
第六章造纸化学品造纸化学品是造纸过程中所使用的化学品,包括各种助剂、制浆剂和漂白剂等,它们的作用是改善纸张品质和机械性能,提高造纸效率和产量。
一、制浆剂制浆剂是造纸过程中不可或缺的重要化学品,它们的作用是将纤维素原料中的木材或废纸等杂质除去,使原料得以转化为高质量、适用于造纸生产的浆料。
主要分为机械制浆、半化学制浆和化学制浆三类。
1、机械制浆剂机械制浆是通过机械作用将原料分离成纤维,其使用的制浆剂一般为磨料,可除去原料中的各种夹杂物。
但机械制浆剂的缺点是易形成毛刺,导致纸张表面不平,影响印刷和书写。
2、半化学制浆剂半化学制浆是通过半化学的方法将原料中的木质素分解,从而得到高质量的纤维素浆料。
半化学制浆剂主要为硫酸、氢氧化钠和硝酸三种,其中硫酸制浆更为常用。
半化学制浆剂在提高纸张品质方面比机械制浆更优异,但其也有一定的环境风险。
3、化学制浆剂化学制浆是利用化学方法通过溶解和排除原料中的木质素和半纤维素等杂质,获得高纯度的纤维素,从而得到高质量的浆料。
主要有磺酸盐、硫酸盐、硝酸盐和氢氧化钠等制浆剂。
化学制浆的优点是纤维纯度高,可得到高品质的纸张,但其过程的环保压力也很大。
二、助剂助剂对提高造纸生产效率和产品品质具有重要作用,它们主要分为增白剂、填充剂、黏合剂、杀菌剂和润滑剂。
1、增白剂增白剂是造纸过程中用于美白处理的化学品,其作用是增加纸张的反射性,提高白度。
常见增白剂有氧化钙、氧化镁、过氧化氢和碳酸钙等。
2、填充剂填充剂是提高造纸产品质量的重要助剂,其作用是填补纤维之间的空隙,在纸张表面形成平整的光泽度。
常用的填充剂有滑石粉、滑石和白云石等。
3、黏合剂黏合剂是一种可以粘结纸张纤维的化学品,其作用是提高纸张的强度和稳定性。
常用黏合剂有天然胶、合成胶和淀粉等。
4、杀菌剂为了杀灭造纸过程中可能存在的细菌和病毒等微生物,防止纸张发霉等问题,使用杀菌剂很有必要。
常用杀菌剂有三氧化硫、过氧化氢、氯气和二氧化氯等。