烷基烯酮二聚体

关于AKD1、烷基烯酮二聚体（AKD）AKD中性施胶完全不同于传统的酸性施胶，它是一种反应型施胶剂，能以纤维素的羟基反应形成共价键。

AKD在水中会发生水解反应，生成没有施胶作用的产物，并且这种水解随着温度升高而加快。

因此为了降低水解速度，减少AKD 胶料损失，要注意控制浆料的温度不能过高，一般在23℃以下为好，最高不能超过32℃。

AKD在水中不能与纤维发生反应，因此，为了减少在抄纸中的AKD 损失，添加点应可能靠近形成部位，使受剪切越小越好。

由于AKD是中性施胶剂，它施胶反应的条件是在中、碱性条件下，因此，加入AKD乳液时，控制浆料系统的PH值非常重要，最佳的PH值控制在7.5—8.5之间。

当PH值小于6时AKD完全失效。

在保证施胶度的前提下AKD用量应越小越好。

AKD有一个最佳用量，超过最佳用量，多余部分不但不能增加施胶度，反而会引起纸面摩擦系数过小，造成纸页打滑，而AKD在白水中积累会引起粘辊、糊网等抄造障碍。

AKD的用量是否最合理，取决于配套的助留系统，这是AKD应用成功与否的关键。

合理的助留系统应维持首程留着率在75—85％，控制的标准应是流浆箱中体系Zeta电位在±5mv之间，根据众多厂家的纸机、纸种以及浆种和添料工艺条件的不同，在AKD用量上也不尽相同，一般用量在0.1—0.25％之间，不应超过绝干浆的0.3﹪。

反应条件就是温AKD发生施胶反应的另一个度。

当温度达不到反应要求时，施胶反应仍不能发生，因此，控制干燥温度及条件是保证施胶效果的另一重要因素，发生施胶反应的起点温度不能低于95℃。

纸厂应根据不同干燥方式，设定合适的温度和时间，使干燥后的产品的水分含量理想，产品反应完全。

AKD施胶的纸样其施胶度有滞后现象，通常需要在下机后存放较长的时间，才能逐步达到施胶效果，因此，纸厂在测定下机后的纸样时，需通过105℃烘干10min后测试，测得的施胶度即为最终施胶度以判定产品是否合格。

2、淀粉在AKD中性施胶体系中，阳离子淀粉能够提高AKD的首程留着率并促进AKD 与纤维间的反应。

随着阳离子淀粉用量的增加，AKD的总留着率也随之增加。

其中发生酯化反应的AKD随阳离子淀粉电荷的增加而增加。

AKD施胶所用的阳离子淀粉，一般为季胺盐取代型阳离子淀粉，具有较高的阳电荷密度，用量一般为0.5—1.5％，取代度一般为0.03—0.05，§电位大于＋17mv,加入点多为配浆池。

3、聚丙烯酰胺PAM聚丙烯酰胺在造纸中是一种常用的助留剂，分为阴离子型、阳离子型和非离子型，其中阳离子型在AKD施胶体系中最为常用。

阳离子PAM的助留机理是电中和作用和在粒子间的镶嵌作用（形成阳离子补丁），但桥联作用较弱。

CPAM 的电荷密度越高电中和能力越强，助留效果越好。

CPAM相对分子量一般在500万左右，用量一般在150—300克，加入点应靠近流浆箱。

4、填料在中性施胶中使用的填料一般选用碳酸钙，目数不低于600目，碳酸钙的用量和粒径大小对AKD用量和施胶度也有一定的影响。

用量过大或粒径过小，一是增加了比表面积和分子个数，使AKD相应加大用量，二是助留效果不佳，流失过大，增加了白水的浓度，白水中AKD的水解产物及其他化学品形成白色障碍物，可能造成施胶困难，纸机打滑等现象。

5、表面施胶在中性施胶中最好使用特殊阳离子表面施胶淀粉，因特殊表面施胶淀粉在损纸回用时仍全部吸附在纤维上，不会增加白水的BOD、COD值。

可提高纸张纤维、填料的首程留着率，可降低浆内助留剂的用量。

而使用氧化淀粉在损纸回用时几乎全部进入白水体系，造成抄造障碍，增加白水的BOD、COD值。

6、助留体系尽管目前对AKD的施胶机理还存在不同见解，但人们普遍认为提高AKD的保留率对施胶效果至关重要。

由于细小纤维和填料具有较大的比表面积，因此大部分AKD会优先吸附在细小纤维和填料表面，为提高AKD 的保留率就必须采用合适的助留系统，以提高细小纤维和填料的留着率，否则AKD会随着细小纤维和填料大量流失。

有数据表明，当细小纤维和填料的留着率为45％时，AKD 的留着率为45％；当细小纤维和填料的留着率为90％时，AKD的留着率为90％以上；由于保留在长纤维上的AKD的施胶率比保留细小纤维上的AKD的施胶效率高得多，因此AKD中性施胶体系中加助留剂的目的不仅要提高细小纤维和填料的留着率，更重要的是要提高AKD在纤维上的保留率，尤其是长纤维上的保留率。

AKD中性施胶剂所用的助留体系可分为单元助留和双元助留体系。

常用的单元助留体系主要有：阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、壳聚糖、聚胺、聚乙烯亚胺、聚氧化乙烯、等；常用的双元助留体系主要有CS＋APAM、CS＋CPAM、CPAM＋膨润土、CS＋阴离子胶体硅等。

7、施胶促进剂聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂在造纸中是一种高效湿强剂，能明显改善AKD的施胶效果。

PAE树脂不仅在湿部具有助留作用，而且在纸页干燥时可参与AKD的施胶反应。

纸页在加热干燥时，PAE分子中的环氧基团会开环导致仲胺基烷基化。

此时PAE树脂就变成一个亲核试剂，去进攻AKD的内脂环，促使其打开，并固着在PAE树脂的大分子链上。

PAE树脂具有较强的架桥能力，能不逆地固着在纤维表面，这样AKD就通过PAE树脂的中间反应而不可逆地键连在纤维表面，但这并不意味着AKD就必须通过PAE的架桥作用才能与纤维发生反应，AKD仍然能够与纤维发生直接反应。

添加少量的施胶促进剂能使熟化反应速率提高20倍以上，PAE同样能使AKD的水解反应，在室温和PH值为8的条件下，PAE能使AKD的水解速率提高6倍，随温度的上升，JPAE对水解的影响会更大，应用PAE时应予以注意。

8、助剂加入顺序经验表明，助剂的添加顺序对AKD的施胶效果影响很大。

特别是在草浆配比高或含有PCC填料的难施胶体系中，助剂的添加顺序就显得愈加重要。

对于草浆配比高的浆料而言，AKD通过在阳离子或阳离子聚合物之后添加，这是由于草浆含有较多的细小纤维和杂细胞，如先加AKD，它会被优先吸附到细小纤维上，这样吸附至长纤维上AKD会相应减少，AKD的施胶效果就会降低，相反先加阳离子聚合物会使细小纤维先行絮聚，从而可以增加AKD在长纤维上的保留。

对于杂阴离子含量的废纸浆和磨木浆，在添加AKD之前，通常也要先加阳离子絮凝剂以中和浆中的杂阴离子。

9、PH值和碱度AKD的施胶性能与系统PH值关系很大，一般认为只有在中\碱性条件下，AKD 的内脂环才能打开与纤维上羟基反应。

实验证明，当PH值小于6时，AKD几乎不能产生施胶作用，随PH值增加，AKD的施胶效率会逐渐增大，尤其是PH 值在6.5—7.5之间时，纸页的施胶度上升最快，但PH值一般控制在7.5—8.5之间。

PH值之所以影响AKD的施胶性能还有一种可能性，即PH值影响羧基的电离。

由于羧基是AKD和其他阳离子湿部助剂的主要留着点，在较低的PH值下，几乎所有的羧基都被质子化，纤维是细小纤维的表面电荷几乎为零，不利于AKD在纤维表面的留着，随着PH值的增大，羧基逐渐被中和，纤维表面所带的负电荷逐渐增多，留着在纤维表面的AKD 也会越来越多10、§电位AKD的保留率受浆料电动性质的影响很大。

一般认为，浆料的§电位在—3—5毫伏之间有利于浆料中各组分的相互附和和絮聚，并能改善纸浆的滤水性能，如果§电位偏正。

说明阳离子助剂用量过剩，会导致生产成本增加，如果§电位偏负，说明阳离子助剂用量不足，吸附AKD的细小纤维和填料仍处于游离状态，纸页成型时会随白水流失，随着PAE用量增加，浆料的§电位直线上升，在到达等电点（§＝0）之前，AKD的保留率逐渐增大，纸页的吸水性迅速下降，在到达等电点之后，AKD的保留率反而开始下降，纸页的吸水性则基本保持不变。

在实际生产中留浆箱中浆料的§电位应略小于0，如果试图控制其恰好为0，就有可能造成浆料的过阳离子化，使细小纤维和填料丧失絮聚特性而再度分散；系统会变得不稳定。

如果留浆箱中浆料的§电位存在正值和负值之间来回振荡。

对浆料的留着，纸机的运行以及成纸的施胶度都会造成不利影响。

11、浆料种类对AKD施胶的影响人们已经发现不同的纸浆种类对AKD施胶的响应是不同，木浆好于草浆；阔叶浆好于针叶浆，化学浆好于机械浆。

要使纸页施胶好，AKD在纸页表面的覆盖率必须达到一定的值，一般在4％到15％之间，阔叶木浆之所以易于施胶可能是由于阔叶木浆的润湿表面积小，只需较小的AKD即可使纸页表面积覆盖率达到施胶要求。

在由针叶木浆和阔叶木浆组成的混合浆料（主要是针叶浆）中，增加针叶木浆的比例会造成纸页的施胶度下降，但如果去除针叶木浆中的细小纤维，再增加针叶木浆的比例对纸页的施胶度没有什么影响。

这就说明细小纤维对AKD施胶有很大的负面影响。

另外也说明随细小纤维的增加，纸页的表面积增加，使得AKD对纤维表面的覆盖下降，造成纸页的施胶度下降。

12、关于AKD施胶剂在表面施胶上的应用AKD属纤维反应型合成施胶剂，在中、碱性条件下，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。

它可以应用在内部施胶，也可应用与表面施胶。

反应性官能团能够和纤维素上的羟基发生反应，形成共价键在表面施胶中，通常使用浓度是0.1—0.2％，纸页中不应含有松香胶和硫酸铝。

适于温度为54—65℃，烷基烯酮二聚体可单独使用，也可分散于一些表面施胶剂溶液中与之混合使用。

这些表面施胶剂溶液应尽量可能保持冷却，并使之不过于呈碱性。

加入AKD后立即使用，以避免胶料的迅速水解。

AKD的水解速率决定于温度和PH值。