造纸湿部化学与造纸助剂第二章 造纸湿部化学
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造纸湿部化学综述造纸湿部化学综述(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。
造纸湿部化学原理及其应用本文详细阐述了造纸湿部化学的基本原理及其在现代造纸工业中的应用。
湿部化学涉及纸浆悬浮液中的多种组分在湿状态下的相互作用,对纸张的最终性能有着至关重要的影响。
文章从纤维间的相互作用、添加剂的功能、胶体与界面化学等方面进行了深入探讨,并结合实际应用案例,分析了湿部化学在优化纸张性能、提高生产效率及减少环境污染等方面的作用。
关键词:造纸;湿部化学;纤维相互作用;添加剂;胶体与界面化学一、引言造纸术作为中国古代四大发明之一,对人类文明的发展产生了深远的影响。
随着科技的进步,现代造纸工业已经发展成为一个高度技术化和自动化的产业。
在这个过程中,湿部化学作为造纸科学的核心部分,发挥着不可替代的作用。
湿部化学主要研究纸浆悬浮液中的纤维、填料、添加剂和水在湿状态下的相互作用及其对纸张性能的影响。
二、造纸湿部化学的基本原理(一)纤维间的相互作用在纸浆悬浮液中,纤维是构成纸张的基本单元。
纤维间的相互作用决定了纸张的强度、松厚度和其他物理性能。
纤维间的相互作用力主要包括氢键、范德华力和机械交织力等。
在湿部化学中,通过调节纸浆的pH值、添加助剂等方式,可以改变纤维表面的电荷分布和润湿性,从而影响纤维间的相互作用。
(二)添加剂的功能造纸过程中使用的添加剂种类繁多,包括助留剂、助滤剂、增强剂、施胶剂等。
这些添加剂在湿部化学中起着至关重要的作用。
例如,助留剂可以提高细小纤维和填料的留着率,增强剂可以增加纸张的强度,施胶剂则可以改善纸张的防水性能。
添加剂的选择和使用对纸张的最终性能有着直接的影响。
(三)胶体与界面化学胶体与界面化学是湿部化学的重要理论基础。
纸浆悬浮液中的纤维、填料和添加剂都可以看作是胶体粒子。
这些胶体粒子在悬浮液中的稳定性、聚集状态和相互作用都受到胶体化学原理的支配。
界面化学则研究不同相之间的相互作用,如纤维与水、纤维与添加剂、添加剂与水等界面上的吸附、润湿和分散等现象。
三、造纸湿部化学的应用(一)优化纸张性能通过湿部化学的调控,可以优化纸张的多种性能。
第一章湿部化学概论1、什么是湿部化学造纸湿部化学是造纸工业专用的一个技术术语,主要论述造纸浆料中的各种组分如纤维、水、填料、各种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的相互反应与作用的规律及其对纸机运转性能和产品质量的影响。
大多数造纸化学家认为造纸湿部化学可定义为“造纸配料组分的胶体化学和表面化学”。
2、湿部化学的研究内容纸料是以水为介质、纤维为主体的悬浮液,根据不同纸张的要求,纸料还可能含有填料、施胶剂、染料、各种助剂和由生产用水带入的电解质等,因此湿部化学研究中相当重要的内容是各种造纸化学品。
湿部化学主要研究各种助剂与纸料各组分之间的相互作用及其对纸机运转性能和产品质量的影响。
具体包括以下三个方面。
2.1 纸料各组分之间的相互作用造纸浆料各组分之间的主要反应如下:纤维、填料和细小纤维的聚集;溶解的聚合物分子在纤维、细小纤维和填料上的吸附;树脂和施胶剂分子的聚集;树脂和施胶剂分子在纤维、细小纤维和填料上的吸附;悬浮和溶解性的阴离子物质表面负电荷的中和;溶解性的无机盐和非溶解性的粒子化合物之间的平衡;组分中表面活性剂分子胶束的形成和应用;纤维、细小组分等对水的吸附作用2.2 造纸湿部化学品及其作用机理造纸湿部化学品主要包括助留剂和助滤剂、干强剂和湿强剂、施胶剂、消泡剂和防泡剂、防腐剂、填料和色料等,研究它们在造纸湿部过程中的作用机理以及影响因素,更好的应用各种造纸化学品。
2.3 湿部化学参数的测量与控制研究湿部各组分和各种化学助剂的目的一是研究与开发更有效、负面影响更小的湿部助剂;二是合理调控湿部各组分之间的作用,以获得最理想的湿部状态,因此对湿部化学参数的测量与控制也属于湿部化学研究的范畴。
3、湿部化学助剂的分类3.1 根据用途来分:有施胶剂、助留剂、助滤剂、干强剂、湿强剂、柔软剂、电荷中和剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、杀菌剂等。
3.2 通常根据两个方面:(1)提高纸机的生产效率、改善纸机的运转性能;(2)获得纸张的各种特殊性能将助剂分为两类。
造纸湿部化学品一、造纸湿部化学 (2)1、基本原理 (2)2、造纸湿部化学的矛盾与纸张的生产 (2)3、湿部化学与造纸工作者 (2)二、纸张增干强剂 (2)(一)纸页结构 (2)(二)纸页强度性质 (3)(三)增干强剂 (3)1、常用增干强剂 (3)2、增强剂作用机理 (3)3、羧甲基纤维素增干强剂 (4)4、植物胶作为增干强剂 (4)5、PAM增干强剂 (4)6、淀粉增强剂 (5)三、增湿强剂 (6)(一)湿强剂的作用机理 (7)(二)湿强剂具备条件 (7)(三)脲醛树脂(U-F树脂) (7)(四)三聚氰胺甲醛树脂(M-F树脂) (7)(五)三聚氰胺甲醛树脂和脲-醛树脂的比较 (8)(六)聚酰胺环氧氯丙烷树脂(PAE树脂) (8)(七)湿强损纸处理 (9)(八)特殊湿强剂 (9)四铝盐在造纸中的重要作用 (9)五浆内施胶 (9)(一)浆内施胶与表面施胶 (9)(二)施胶剂作用机理 (9)(三)分散松香胶施胶 (10)1、酸性施胶技术 (10)2、中性施胶技术 (10)3、AKD施胶技术 (10)4、ASA施胶 (11)六填料 (11)1、填料作用 (11)2、填料性质 (11)3、填料应用技术 (12)七助留助滤剂 (13)(一)助留剂 (13)(二)助滤剂 (13)(三)助留助滤剂 (14)八造纸用色料 (15)(一)调色、染色剂 (15)(二)荧光增白剂 (16)一、造纸湿部化学造纸湿部化学是造纸配料各组分的表面和胶体化学,其论述造纸配料中各组分在纸机网部滤水、留着、成行以及在白水循环过程中相互作用规律的科学,关系到纸机操作性能和最终产品的质量。
1、基本原理(1)纤维、填料、细小纤维的凝聚;(2)溶解的聚合物在纤维、细小纤维和填料的吸附;(3)树脂和胶体分子之间的凝聚;(4)树脂和胶体在纤维、细小纤维和填料的吸附;(5)悬浮和溶解的阴离子物质负电荷的中和;(6)溶解的无机盐和不溶的离子产物之间的平衡确定;(7)表面活性剂形成胶束的扩展;(8)纤维、细小纤维和淀粉对水的吸附。
实验一纸张增强剂的合成1 实验目的和要求1.1 了解水溶液聚合的基本特点1.2 熟悉以丙烯酰胺和丙烯酸为主要原料制备阴离子聚丙烯酰胺纸张增强剂的基本操作流程1.3 掌握水溶性聚合物溶液粘度及分子量的测定方法1.4 掌握相关仪器的使用方法2 丙烯酰胺及聚丙烯酰胺类助剂的基本概况丙烯酰胺是一类应用广泛的水溶性单体。
无臭,有毒,相对密度为1.12,熔点为84℃-85℃,熔点为125℃,溶于水和乙醇,微溶于苯和甲苯。
聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是丙烯酰胺均聚物及各种共聚物的通称。
作为一种多功能助剂,聚丙烯酰胺是水溶性高分子聚合物中应用最为广泛的品种之一,主要用于石油开采、造纸、水处理及采矿等行业。
20世纪50年代,聚丙烯酰胺开始作为造纸添加剂而被引入造纸工业,目前已成为一类十分重要的造纸助剂。
用于造纸工业的聚丙烯酰胺类助剂包括非离子聚丙烯酰胺(Nonionic Polyacrylamide, 简称NPAM)、阴离子聚丙烯酰胺(Anionic Polyacrylamide,简称APAM)、阳离子聚丙烯酰胺(Cationic Polyacrylamide,简称CPAM)和两性聚丙烯酰胺(Amphoteric Polyacrylamide,简称AmPAM)四大类。
2.1 阴离子聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺作为造纸干强剂的研究最早是从阴离子聚丙烯酰胺开始的。
最早开发的阴离子聚丙烯酰胺用作增强剂时,以硫酸铝作为助留剂,硫酸铝的作用是与阴离子聚丙烯酰胺形成带正电荷的络合物,这种络合物容易被纤维素分子中的羟基吸附,而留着在纸浆纤维上。
APAM是由丙烯酰胺和丙烯酸共聚而成,或者由PAM经过水解而得到,也可用甲基丙烯酸和无水马来酸(顺丁烯二酸酐)来代替丙烯酸,也可与丙烯腈、丙烯酸酯或苯乙烯等形成三元共聚物。
2.2 非离子聚丙烯酰胺非离子聚丙烯酰胺易溶于水,相对分子质量对其水溶性影响不太明显,但是相对分子质量高的聚丙烯酰胺在浓度超过10%时,在水中形成透明的凝胶,从而失去流动性,只有在稀释之后才能重新流动,提高温度能促使其快速溶解,但温度高于60℃时,易发生降解。