中性胶AKD使用说明

・15・AKD 中/碱性施胶剂及影响其施胶因素付建生张军礼袁世炬安瑞（湖北工业大学化学与环境工程学院430068）摘要简述了中/碱性施胶剂AKD 的基本性质、施胶机理和水解反应，着重介绍了几种常见因素对AKD 中/碱性施胶效果的影响。

关键词AKD 施胶机理中/碱性施胶烷基烯酮二聚体(Alkyl ketene dimer ，简称AKD )是一种典型的中性/碱性施胶剂，它具有和纤维素中的羟基直接反应的活性基团，在中/碱性条件下与纤维素的羟基直接反应而就能有效地保留在纤维上，从而使纸页达到施胶的目的。

它可使填料单程留着率、纸张白度、手感、强度、抗老化性等都有显著提高，能赋予纸张良好的憎水、憎墨性能。

我国自20世纪80年代中期开始着手研究中/碱性施胶技术以来，中/碱性施胶取得了较快的发展，到2000年，高级纸生产中的应用比例已经超过50%以上。

国内在中/碱性施胶方面主要使用AKD 胶，本文就简单介绍一下AKD 中/碱性施胶问题。

・16・1AKD 中/碱性施胶剂的基本性质AKD 是一种不饱和内酯，外观为白色蜡状固体，熔点为（40~50）℃，能溶于乙醇、苯和三氯甲烷、甲苯、四氯化碳、乙醚、氯仿等有机溶剂，具有抗弱碱弱酸或其它渗透剂的能力。

AKD 的红外光谱在1850cm-1和1723cm-1处有较强的吸收峰，这是内酯吸收峰。

其结构如下：其中R 为脂肪链烃，是具有憎液性能的官能团，即起施胶作用的基团。

饱和烷基烯酮二聚体比不饱和烷基烯酮二聚体的施胶效果好。

脂肪烃长链越长，熔点越高，施胶效果越好，但乳化较困难，链长为C 14~16时其乳化和施胶效果均较理想。

2AKD 中/碱性施胶剂的两种重要反应2.1AKD 与纤维素的反应由于AKD 分子中含有两个疏水基团（R ）和一个反应活性基团，因此AKD 是一种反应型施胶剂。

施胶时，四元内酯环打开与纤维素中的羟基发生酯化反应形成以共价键结合的—酮酸，最后生成二烷基酮蜡状固体，由于二烷基酮与纤维素不能牢固结合，因而没有施胶作用，而产生的CO 2气体又会引起浆料中产生泡沫，造成纸机不能正常运行，因此AKD 不宜过早加入到浆料系统中，其添加点应尽可能靠近成形部。

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。

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。

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。