AKD如何施胶剂的技术
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中性胶AKD使用说明
1、AKD烷基烯酮二聚体,是一种反应型施胶剂。
结构特点是拥
有长碳憎液性能的官能团,既是起施胶作用的基团;拥有能与纤维素键结合的反应基,即羰基或酐基、能与纤维素发生作用,形成酮基,能取得较好施胶效果。
2、AKD虽属于中性施胶剂,但在PH=7.5~8.5时效果最好,
PH值超过8.5施胶效果反而下降,即熟化时间短;碱度对施胶也有较大影响,总碱度在150—250mg/l为佳,可提高施胶效率和熟化速率。
但AKD本身保留率较低,要借助于驻留剂(变性淀粉、阳离子淀粉)。
3、AKD目前所用的固含量为15%,贮存应放于阴凉地方,不
宜太阳直晒,否则会水解,其保存期只有一个月时间。
4、影响AKD施胶效果的添家药品:消泡剂、毛布清洗剂、阴
离子染料等。
明矾和AKD添加点应最好分开并且避免过多加入。
明矾用于碱性施胶目的是中和干扰物质而改变AKD 施胶条件。
5、AKD使用于重施胶的纸,由于AKD需要一定的熟化时
间,特别是下机放置24h效果更佳,一般档案纸及液体包装纸使用AKD施胶,所以不必担心吸水性的变化。
6、AKD的加入量为8~11kg/T纸,但需要较好的保留剂进行
保留,染料使用量会下降,加入太多成纸做成纸箱后会打
滑,所以生产中注意不是加入量越大越好。
7、实验室测试以下机时取样在105℃时烘5-8min,测吸水性
为标准。
AKD施胶剂的假施胶及其防治现在,随着AKD(烷基烯酮二聚体)施胶技术的日益成熟和A K D价格的降低,A K D 施胶剂和以AKD为主要成分的中性施胶剂在纸和纸板的抄造中得到广泛应用。
采用中性施胶,可以在保证纸页强度的前提下较大幅度提高纸张灰分,降低抄造成本;可以有效减缓纸张返黄,改善纸张品质;可以保持纸机系统清洁,减少对机械设备的腐蚀;使纸机采用白水封闭循环成为可能,起到了良好的环保效益等。
采用AKD施胶有很多优点,但如果使用不当或系统条件发生变化,在生产率也会出现一些问题,造成产品施胶度不够或AKD施胶剂用量增大而使得成本增加,更有甚者出现“假施胶”现象。
所谓“假施胶”是指刚抄造出来的纸张经测定具有施胶效果,但放置一段时间后达不到预期的施胶效果或完全失去施胶性能。
AKD是一种反应型施胶剂,抄造出来的纸或纸板下机后要放置一段时间,经过熟化才能达到最佳的施胶效果,这段时间为3~5天,所以如果出现假施胶的现象,将带来很大的损失,所以在生产上应加强管理,特别是对一些会引起假施胶的条件进行严格检测和控制,以免出现假施胶,影响AKD施胶的因素非常多,而且随着工厂生产条件和工艺结构的不同,AKD施胶更是存在着较大的差异,本文结合造纸生产的实际,对影响AKD施胶的几个主要因素进行了分析。
1 AKD施胶机理AKD属纤维反应型合成施胶剂,在中、碱性条件下,反应性官能团能够和纤维素上的羟基发生反应,形成共价键结合而固着在纤维上,在纤维表面形成一层稳定的薄膜,使纤维由亲水性变为疏水性,从而使纸页获得抗水性。
AKD虽然具有能够直接和纤维素羟基反应的官能团,但在纸机湿部二者基本不发生反应。
AKD乳液加入浆料中以后,施胶剂粒子仅仅只是分散在浆料体系中,多个施胶剂粒能够形成比较大的附聚团,这些附聚团和单个的施胶剂粒子吸附在细小纤维、填料和纤维表面,上网后随着这些细料的留着而留着在湿纸页中,此时AKD只是以静电吸附和游离形式存在,它和纤维素之间的共价键还没有形成。
A K D技术资料标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-AKD中性施胶剂1、AKD化学名:烷基烯酮二聚体。
AKD中性施胶剂属于反应型施胶剂,需要在水分较少、温度较高时与纤维发生化学反应,才能起到抗水作用。
结构式:R-CH=C-CH-R’| |O- C=0(R,R’为C14-C18烷烃)R-CH2-C-CH-R’ R-CH2-C-CH2-R’|| | ||OC=O O|O-纤维(水解产物)用于AKD施胶剂合成的硬脂酸一般选择C14到C18,碳链越长,则熔点越高,施胶效果越好,但乳化越困难;反之,则熔点越低,施胶效果差,容易乳化,乳液稳定性差。
如果以50%硬脂酸与50%棕榈酸为原料合成AKD,则乳化性与施胶效果较为平衡。
(棕榈酸为十六烷酸,属软脂酸,熔点为℃),现在多以硬脂酸为原料制备AKD,一般为1840硬脂酸(即C18含量为40%)。
2、技术指标外观:乳白色液体固含量:(15 ±)%pH 值:~粘度:≤ 20 mPa ·s(25 ℃)分散性:冷水中易分散离子性:阳离子保质期:30天(5 ~30 ℃)①固含量的测定方法及注意事项与PPE湿强剂相同。
②pH值测定方法与PPE湿强剂相同,如果发生水解,乳液的pH值会有所升高,且不能与碱性物质混合,以免破坏内酯环的稳定,AKD施胶剂发生水解。
③AKD施胶剂粘度较小,一般使用乌氏粘度计测定,但目前有的企业使用转子粘度计测定(0#转子),不同型号的粘度计测定值可能存在差异。
粘度较大,AKD乳液保质期较短。
如果乳液的粘度出现明显增加,则说明AKD乳液已经发生水解,水解物棕榈酮粘性较大,所以粘度增大。
④正常AKD乳液分散性较好,分散性与乳液本身粘度有一定关系,所以如果AKD乳液发生水解,粘度增大,则分散性会降低。
⑤AKD乳液的保质期与存储环境、生产工艺有关。
环境温度过高过低,保质期都会缩短,所以储存环境应避免高温、暴晒,保持阴凉通风。
AKD施胶AKD是反应型的施胶剂,下机后不能立刻达到最佳施胶效果,得经过72小时的熟化时间才能完全反应,所以会造成不同时间的施胶度差异。
所以在检测AKD施胶的施胶度时,要在105°C的烘箱里烘10~15分钟,再检测,会比较接近最佳施胶度。
一般来说,系统ph过高,且使用AKD施胶时,腐浆会大大的增多,要注意杀菌或更换生产用水。
1..AKD施胶与PH关系AKD的施胶效果与pH值的关系很大,一般认为只有在中、碱性条件下AKD的内酯环才能打开与纤维素上的羟基反应。
当pH<6时,AKD 几乎不能产生施胶作用;随着pH值增加,AKD的施胶效率会逐渐提高,尤其是pH在6.7~7.5之间时,纸页的施胶度上升最快;但当pH值>8.o时,施胶度的上升速度开始减慢。
可见系统pH值对施胶效果有重要的的影响,pH值太低或太高施胶效果都不理想。
其原因是pH值太低时,施胶剂的化学反应速度比较慢,随着浆料pH值的增加,反应速度随之加快,但同AKD的水解速度也随之加快,施胶效果会因AKD的水解而降低。
因此,生产上pH值一般应控制在7.5~8.5之间,根据实际运行经验,当纸机流送系统pH值在7.8~8.2之间时,AKD的施胶效果最好。
2.AKD施胶剂的假施胶及其防治现在,随着AKD(烷基烯酮二聚体)施胶技术的日益成熟和A K D价格的降低, A K D施胶剂和以AKD为主要成分的中性施胶剂在纸和纸板的抄造中得到广泛应用。
采用中性施胶,可以在保证纸页强度的前提下较大幅度提高纸张灰分,降低抄造成本;可以有效减缓纸张返黄,改善纸张品质;可以保持纸机系统清洁,减少对机械设备的腐蚀;使纸机采用白水封闭循环成为可能,起到了良好的环保效益等。
采用AKD施胶有很多优点,但如果使用不当或系统条件发生变化,在生产率也会出现一些问题,造成产品施胶度不够或AKD施胶剂用量增大而使得成本增加,更有甚者出现“假施胶”现象。
所谓“假施胶”是指刚抄造出来的纸张经测定具有施胶效果,但放置一段时间后达不到预期的施胶效果或完全失去施胶性能。
2019年11月准确性,有着十分重要的影响,通常使用传统的填充柱和开管毛细管柱,目前大多应用毛细管柱,但也有一些特殊应用尤其是永久性气体及低分子量烃类仍需使用填充柱。
利用气相色谱法分析合成气组分时,一般使用PorapakQ 或PorapakN 填充柱作为预分离柱;分子筛分离氧、氮、甲烷、一氧化碳等组分;镀镍填充柱用于分离含硫化氢等腐蚀性组分气体;惰性、脱活、防吸附的UltiMetal 填充柱用于分离低含量组分气体,但价格较昂贵。
3.2合理选配色谱柱填料不同成分的填料也会影响最终的分离效果。
在气相色谱分析技术中分子筛填充柱是重要的工具,根据分子筛粒径大小不同,氧、氮、甲烷、一氧化碳等组分的出峰时间和分离度会有所区别。
分子筛一般包括5A 和13X 等类型,5A 分子筛分子筛对氧、氮分离效果较好,但峰高低。
13X 分子筛对氧、但分离效果差,但峰高较高,峰形较好,出峰速度较快。
水、二氧化碳、硫化氢、碳二以上烃类对分子筛损伤较大,使用时注意防护。
Po⁃rapakQ 碳二烃类出峰位置较好,但不能将乙烷、乙炔分开,Po⁃rapakN 能将乙烷、乙炔分开,耐水性较好,因此多用于水煤气的预分离柱。
色谱柱尺寸的选择也不容忽视,例如8英尺的分子筛对氧气和氮气的分离效果较6英尺的柱子占很大优势。
10英尺HayesepQ 作为采用镍转化炉分析乙烯、丙烯中微量一氧化碳、二氧化碳的预分离柱相比6英尺的柱子大幅度延长镍转化炉的使用寿命。
在实际使用的过程中应该结合样品实际情况及经济效益进行选择性配置色谱柱,从而保证分析检测结果的准确性。
3.3控制工作条件良好的测试环境能够在一定程度上提高各组分的分离效果从而提高分析结果的准确度,比如水煤气、合成气等简单组分分析一般采用恒温。
不仅能够满足各组分的分离条件,同时也能够保证氧气出峰的稳定性。
然而复杂的烃类组分分析多采用程序升温已达到各组分峰能够完全分离的效果。
载气流速也至关重要,要选择合适的EPC 以确保载气流速的稳定性,填充柱一般设置30mL/min 。
造纸AKD施胶,这些因素你⼀定要考虑AKD施胶的速率与效率取决于纸机和配料的参数、pH、碱度、填料类型和⽤量、细⼩纤维量、纤维种类、⼲扰物和⼲燥条件等。
1)、pH和碱度的影响碳酸氢根离⼦对AKD与纤维的反应有催化作⽤。
在pH7时AKD的施胶效果与pH8和pH9相⽐差很多,但最有效的pH值是在8~9之间。
为了取得同样的施胶度不得不增加AKD的⽤量或将pH值调节到7.5~8.0,这是施胶最适合的范围。
采⽤碳酸钙作为填料的系统很⾃然地在这⼀pH值范围,因为碳酸钙充当了缓冲剂。
实际经验指出,150~250mg/kg的碱度,能提⾼AKD的施胶效率及热化速率。
所以在配料中加⼊适量的NaHCO3或Na2CO3可达到此⽬的。
2)、填料的影响填料对AKD施胶剂有不利的影响。
⼀般认为有两种机理:其⼀,由于填料的⽐表⾯积⽐纤维⾼,AKD倾向于吸附在填料表⾯,吸附在填料上的AKD不会对施胶有积极作⽤。
添加胶的量必须增加到能弥补这种损失程度;其⼆,填料影响施胶效果是通过影响胶料的单程留着率。
⼀些原来被填料吸附的胶料能重新分布在纤维表⾯,然⽽,如果填料未留着,则这些吸附的胶也随之流失,因此。
填料的单程留着率对有效施胶也很重要。
对于AKD施胶系统,碳酸钙是最适合的填料颜料。
如使⽤滑⽯粉是很不适宜的。
使⽤滑⽯粉为填料的纸,加两倍AKD的量仍不能达到以碳酸钙为填料的纸相同的施胶度。
3)、细⼩纤维的影响过多增加配料中细⼩纤维的量与填料的影响很相似,然⽽,细⼩纤维更⾼的⽐表⾯积意味着要达到规定的施胶量就需要加⼊更多的胶量。
浆料对AKD施胶度的影响包含许多因素,如浆的羧基含量,⽐表⾯积和羟基含量等。
⼈们对这⽅⾯的了解还不太全⾯,但已经取得⼀些共识。
如未漂浆⽐漂⽩浆易施胶,⾼α-纤维素含量的漂⽩浆要达到规定的施胶度需要更⾼的AKD量,酸性亚硫酸盐浆⽐硫酸盐浆施胶困难等。
4)、其它添加剂的影响造纸中使⽤的其它添加剂对AKD将产⽣正、反两⽅⾯的的影响。
AKD中性施胶剂使用、施胶过程控制和注意事项南通腾龙许孝立1. 中性施胶剂乳液的贮存及质量控制由于烯酮二聚体分子的活泼性, 中性施胶剂乳液一生产出来后即开始发生水解反应,生成没有施胶作用的酮类化合物。
另外由于乳液稳定性的差异,在存放过程中也会出现增稠(粘度增大到50mpa.s以上),严重时会出现大量气泡、分层等情况。
如果发现中性施胶剂乳液贮存过程中粘度严重增加;出现絮凝;滴入水中成团下降或分散不佳或向上浮起;上下摇晃乳液泡沫不易消失;Zeta电位下降甚至变成负值,则此中性施胶剂的乳液不能再使用。
乳液贮存温度以5~30℃为宜,避免在阳光中曝晒,要尽量缩短乳液存放时间,使用在保质期内的新鲜乳液,货物要先进先出。
使用前必须满足以下条件:(1)外观细腻,乳液无“挂环”现象,在水中能均匀分散,不出现絮凝。
(2)粘度要正常,以10%中性施胶剂乳液为例,粘度在30℃以下应稳定在20 mPa.以下。
(3)Zeta电位约为﹢15mV。
2. 中性施胶剂的用量使用中性施胶剂施胶时, 用量上有一特点, 如图所示: 中性施胶剂施胶曲线有一个最低加入量,低入该量几乎无施胶效果,而当加入量达到一定程度后,施胶度会发生突跃,此用量为最低极限量。
以后随着用量加大,施胶度增加施胶度施胶量对一般文化用纸而言:0.1~0.3%(绝干计)即可满足要求,不宜过高。
当施胶度不佳时,应找出内在原因,不可盲目提高用量,否则会适得其反。
中性施胶剂是反应型的施胶剂,施胶剂起效较慢,需要一定的熟化时间(一般24小时后)才能达到最终的施胶度。
下机时检测施胶度应将纸样放在110℃下烘几分钟,加快熟化后测定。
要达到所需的施胶效果必须结合生产实际,先按中性施胶剂绝干用量上限(如0.25%)加入,然后逐步下调,直到最少量为止。
也可根据小抄纸的加入量进行调整。
3.加入方式中性施胶剂乳液可用水稀释到3~5%左右的浓度,略加搅拌后即可使用。
因中性施胶剂易水解,稀释后一般不宜超过8小时。
AKD如何施胶剂的技术
施胶是造纸的重要工艺过程之一,通过施胶可赋予纸和纸板一定的抗液性,防止或延缓某些液体对纸页纤维的渗透和扩散,以满足人们的加工和使用要求。
随着施胶剂和其应用技术的不断发展,人们在利用化学合成的方法开发新的高效施胶剂上取得了历史性突破,开发出新型施胶剂AKD,这种可同纤维素应的施胶剂可在中/碱性条件下施胶,可用CaCO3作填料,满足了某些特种纸和高档纸的要求,因而得到了迅速发展。
1AKD施胶机理
AKD是英文AlkylKeteneDimer的缩写,其成分为烷基烯酮二聚体,AKD和其它施胶剂一样也有疏水和亲水两种基团,在施胶过程中都有留着,均匀分布,转向定位与纤维素成键结合的过程。
不同的是,加到纸料中的AKD乳液粒子由于自身带正电荷,并借助阳离子淀粉和PAM等助留剂的作用留着在带负电荷的湿纸纤维之间;在纸机的压榨和干燥过程中,这些球状的AKD粒子,由于熔点低,很易在纤维表面扩展分布,形成均匀的覆盖膜﹔在随后的纸页进一步干燥和下机贮存的一段时间,AKD分子上的活性基(内酯环)在适宜的条件下和纤维素上的羟基发生酯化反应,以牢固的共价键形式结合在纤维素大分子上,疏水的长链烷基转向纸面,从而使纸页获得一定的抗液体渗透和扩散的性能。
作为AKD胶乳的使用,要获得满意的施胶效果,使胶料留着在湿纸页中是关键,首程留着率要控制在75%-85%以上,其次是要提供使AKD与纤维形成共价键结合的条件。
2AKD胶乳使用前的检测
AKD胶乳的质量主要取决于AKD蜡的质量,取决于乳化剂,乳化工艺和设备及存放的时间和条件。
为保证抄纸生产的正常进行,在使用前还可用下述简便的方法了解乳液的质量情况。
2.11000ml量桶装满水,滴入一滴AKD乳液,观察其在量桶中的分散情况,如液滴在量桶中缓慢下沉并逐渐扩散,最后均匀地分散在水中,说明这种乳液质量较好(分散得越快,质量越好),如果乳液不分散或分散成几块直线下沉至桶底或上浮,表明该乳液已严重变质。
2.2上下振荡摇晃,AKD乳液产生的气泡能很快自行消除,若不消除说明乳液稳定性变差。
一般来说,如乳液出现增稠、分层、絮聚现象,乳液就不能再使用了,如乳液产生泡沫,经晃动容器壁上仍附有AKD细小颗粒时,乳液的施胶效果将会下降。
3AKD乳液的储存
AKD乳液应贮存在阴凉的库房里,避免阳光直射照晒。
其最佳贮存在温度为5~25℃,不得放在高于32℃下长时间存放。
由于是乳液,一旦结冻不能恢复原状,所以在冬季,应将其存放在保温的库房中切勿使其冻结。
4AKD施胶对填料及其它主要辅料要求
4.1填料
在AKD施胶中,所用填料可选用沉淀碳酸钙或重质碳酸钙,也可使用或配用滑石粉,滑石粉比碳酸钙便宜,降低了填料费用,但作为内填料选用重钙更为合适些,这是因为轻钙对纸的物理强度有较大的影响,而重钙影响较小些。
对内填用重钙,对粒度等指标要严格控制,一般认为平均粒度应在2~3μm,最大粒度要≦15μm.如果大于18μm对纸机网上的磨损将急剧加,但小于0.5μm粒子应少于15%,小粒子过多,将降低留着率,使流失增加,会增加填料的用量和纸页的两面差。
选用时可参考下面的指标:纯度≧95%;白度≧90%;平均粒径≦4.5μm;水分≦0.5%,细度≧90%(通过500目筛)。
4.2阳离子淀粉
阳离子淀粉在AKD施胶中起着非常重要的作用。
可单使用,也可与PAM构成双元助留体系,以提高细小纤维,填料和胶料的首程留着率。
由于中性胶用量少,留着的好坏更将明显地影响施胶效果。
另外,由于纸料中细小纤维和填料的比表面积比长纤维要大得多,必然留着较大部分的胶料,所以提高细小纤维和填料的留着率有助于减少胶料流失,提高施胶效率,为此采用了凝结———即利用阳离子淀粉阳电荷的吸引有助于胶料粒子留着于纸浆上,和絮凝———利用高分子助剂PAM通过桥联,把细小纤维、填料联接于纤维上,此外,阳离子淀粉还有清除系统中有害的强阴离子杂质,减轻对AKD的技术PracticalTechnolagy影响;有助于使流失到白水中的AKD保持稳定,使之再次上网发挥作用。
AKD施胶助留用阳离子淀粉,根据其用途和使用条件,应选用中等取代度(DS)的季胺烷基淀粉醚,阳离子淀粉的添加量一般在1%~2%(以固形物对绝干浆计)。
4.3聚丙烯胺PAM
PAM与阳离子淀粉构成AKD胶的双元助留系统时选用CPAM还是APAM,取决于湿部Zeta电位的平衡,一般CPAM分子量为100万~300万,APAM分子量为300万~500万,可溶性要求在0.05%~0.10%浓度下,1h内全溶。
PAM溶液的配制程序:在溶解槽中加入一半水,启动搅拌,将定量的PAM干粉慢慢地、均匀地加入水中,注意切勿使PAM在水中结块,连续搅拌1h,同时慢慢将水加到刻度。
然后将溶解好的PAM溶液经80目筛放入贮槽中。
使用时用计量泵按量加入
到靠近网前箱的浆料流送系统中。
PAM的添加量为阳离子淀粉的2%,一般控制在(200~400)×10-6之间(对绝干浆)。
5AKD乳液的添加
目前国产AKD胶乳的浓度大多为10%±0.5%,在使用中有以原液浓度经计量泵后直接送入流送系统的,也有考滤到混合均匀等因素,将一份原液加两份水稀释到浓度3.3%,再经计量泵计量加到流送系统中的,但稀释后乳液的储存时间不要超过24h,最好现用现稀释,以减轻AKD胶的水解程度。
AKD加填的地点应按生产的纸种及所用原料视具体情况而定,一般在调浆箱或高位箱加入。
6影响施胶效果的重要因素
6.1AKD的加入量
AKD加量与施胶的关系曲线是,当AKD加量低于某一点时,加量提高,施胶效果极不明显。
当用量超过某一点时,加入量的提高,施胶度迅速上升,曲线的斜率很大。
但当超过一定量时,施胶度曲线过于平缓,说明该用量已达到了重施胶效果。
再多加,多余的胶料将进入白水系统,还会产生不良的影响。
AKD用量一般控制在0.12%~0.25%之间。
6.2纸机网前箱纸料的pH值和总碱度纸机网前箱纸料的pH值和总碱度对AKD施胶效果的影响是相互联系的。
pH值能影响施胶度,当纸料pH值≦6时,会使AKD完全丧失施胶效果,而与纸料的总碱度无关。
总碱度是AKD与纤维素之间发生有效反应的主要影响因素,提高总碱度可提高下机和自然老化后纸页的施胶度。
最适宜的纸机网前箱纸料的pH值为7.5~8.5,总碱度为(150~250)×10-6,这时AKD单程留着率高,施胶效果也好。
6.3湿部纸料的Zeta电位用Zeta电位仪测得的纸料Zeta电位值,表示纸料纤维和填料等的表面电荷和电荷密度,纸浆和填料等带负电荷,加的阳离子AKD胶乳在纸浆中的留着先随着Zeta电位的提高而增加,达到最大值后又随Zeta电位的继续提高而下降,而成纸的施胶度基本上与纸料中AKD的留着率是同步升降的。
6.4干燥温度
由酸法施胶改为AKD施胶,改变传统的干燥观念是很重要的。
在传统的松香施胶中,纸页的干燥温度要逐步提高,控制好设定的温度曲线很重要,强干燥会破坏松香的施胶的效果。
而在AKD施胶的pH值和碱度下,AKD内酯环与纤维素羟基的酯化反应是随温度的升高而加速的,在较高的温度下干燥纸页,将获得较高的施胶效率和最高的施胶度,所以用AKD施胶要尽快提高干燥温度。
如表面施胶机前纸页温度不低于95℃,纸页干度在95%以上,可得到最佳施胶效果。