纤维素基表面活性剂的研究进展及在造纸工业中的应用_贝俊杰

表面活性剂在造纸工业中的应用∙类别：制浆造纸工业∙作者：姚献平∙关键词：表面活性剂,造纸化学品,造纸∙【内容】∙表面活性剂是造纸化学品的重要组成部分, 广泛应用于造纸制浆、湿部、表面施胶、涂布以及废水处理等过程。

近几年来, 由于世界木材紧缺, 废纸再生率大大提高, 严格的环保立法这三方面的因素, 加上各种高新技术的发展, 如造纸设备的大型化、高速化, 纸与纸板多样化、高档化的影响和需求, 各种新颖的造纸化学品正不断涌现, 它们对提高造纸的产量、改善质量、降低污染以及提高经济效益等方面均起着举足轻重的作用。

因此世界各国都十分注重造纸化学品的开发和生产, 其总体发展速度始终保持在3% ～4% 的增幅, 有些特殊新品种由于技术上的突破增幅更是高达10% 以上。

全球销售总额已达到85 亿美元。

美国销售额增长率达到 4.8%, 日本销售额的年增长率高达11.32%, 西欧 3.13%, 其中增长较快的品种是助留助滤剂、施胶剂、增强剂、防腐杀菌剂、树脂障碍/ 沉积物控制剂、脱墨剂等造纸用精细化学品, 而这些造纸精细化学品几乎都离不开表面活性剂。

中国造纸化学品的开发应用起步较晚,70 年代还几乎空白。

随着物质生活水平不断提高, 人们对纸张质量要求越来越高, 对纸张的需求量越来越大。

近年来我国造纸工业持续高速发展,1998 年我国纸和纸板产量为2800 万ｔ, 居世界第三位, 而消费总量为3340 万ｔ, 预计我国造纸工业还将继续快速发展, 造纸化学品的开发和应用已引起了国家有关部门及大专院校、科研院所的高度重视, 目前国内已开发了上百个品种系列。

1990 年原化工部正式批准成立原化工部造纸化学品技术开发中心,1995 年国家民政部正式批准成立中国造纸化学品工业协会, 还编辑出版了中国造纸化学品工业协会会刊《造纸化学品》。

根据中国造纸化学品工业协会初步调查分析, “九五”末我国造纸化学品实际销量约25 万ｔ, 到“十五”末有可能达到60 万ｔ。

以纤维素为基体的高分子表面活性剂的合成及性能研究的开题报告1. 研究背景高分子表面活性剂是一种新型的表面活性剂，其主要成分是聚合物。

相比于传统的表面活性剂，高分子表面活性剂更加环保、安全、稳定，具有更广泛的应用。

而纤维素是一种天然的高分子材料，具有良好的生物降解性、可再生性和广泛的来源，因此被广泛应用于高分子材料领域。

将纤维素和表面活性剂结合起来，可以得到一种理想的高分子表面活性剂，具有很高的应用价值。

2. 研究目的本研究旨在合成以纤维素为基体的高分子表面活性剂，并对其性能进行研究，探究其在表面处理、分散剂、稳定剂、乳化剂等领域的应用。

3. 研究内容3.1 合成以纤维素为基体的高分子表面活性剂本文计划采用改性纤维素为原料，在引入亲水性基团的同时，引入疏水性基团，通过控制疏水基团的含量和分布，制备具有表面活性和分子分散性能的高分子表面活性剂。

3.2 表征和评价合成的高分子表面活性剂本文将采用多种手段对合成的高分子表面活性剂进行表征，包括表面张力测试、浊度测试、粘度测试、形态观察等，初步评价其表面活性、分散性和稳定性。

3.3 应用研究本文将选取适合的应用领域，在不同条件下进行高分子表面活性剂的应用研究，进行性能评价和比较。

初步探究其在表面处理、分散剂、稳定剂、乳化剂等领域的应用潜力。

4. 研究意义本研究将制备一种新型的高分子表面活性剂，通过对其性能的研究和应用探究，可以开拓其广泛的应用领域，具有很高的应用价值和社会经济意义。

5. 研究方法本文将采用化学合成法进行纤维素基高分子表面活性剂的合成，采用表面张力测试、浊度测试、粘度测试、形态观察等手段对合成的高分子表面活性剂进行表征和评价，采用乳化、分散、稳定等实验来探究其应用性能。

表面活性剂在造纸工业中的应用和发展摘要：表面活性剂是造纸过程中的主要原材料，广泛的使用在造纸制浆、表面施胶、废水处理等过程之中。

随着产业结构的优化升级，木料资源的短缺，废纸再生率的不变提升，为推动环保治理，优化专项高新技术转型升级，新兴的造纸产业设备呈现出大型化的发展趋势。

为推动造纸工业生产，提升造纸质量，在现有技术改革的基础上促进表面活性剂在造纸工业中的应用就显得尤为必要。

故而文本基于现代造纸技术的特点，对表面活性剂在造纸工业中的应用和发展进行全面的分析，以求加快技术革新，推动技术升级。

关键词：表面活性剂；造纸工业；应用引言：随着产业结构的升级改革，新兴的表面活性剂在造纸工业生产中的应用逐渐广泛，为更好地发挥造纸工业水平，提升生产质量，技术人员在原有的产业模式下，将表面活性剂的原材料进行了系统的规划，通过化学制剂的合理分配，实现了表面活性剂的重新调剂，也促进了当前的造纸工业生产转型和产业结构的优化升级。

我国传统造纸业发展时间较长，但化学造纸业的起步时间却相对较晚，为更好地加快技术的革新，在原有的产业结构下，加快技术升级改革，调节技术发展模式，也成为了当前造纸工业生产中的主要切入点。

一、表面活性剂在造纸工业中的应用表面活性剂具有吸附于物质表面，使其表面性质发生变化的特性，它的分子构造由亲水基和憎水基两部分组成，通常的表面活性剂几乎全是分子量为数百(300左右)的低分子量物质。

高分子表面活性剂是指那些分子量在数千以上并具有表面活性功能的高分子化合物。

随着高分子化学工业的迅速发展，各种具有表面活性的高分子化合物引起了人们广泛注意。

最早的高分子表面活性剂有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物。

1951年Stauss将含有表面活性基团的聚合物--- 聚l-十二烷-4-乙烯吡啶溴化物命名为聚皂，从而出现了合成高分子表面活性剂。

1954年，美国Wyandotte公司发表了聚(氧乙烯-氧丙烯)嵌段共聚物作为非离子高分子表面活性剂的报道以后，各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域。

功能性纤维素在纸制品中的应用随着现代纸制品工业的不断发展，越来越多的人开始关注其中的环保问题。

尤其是在当前全球气候变化的背景下，人们对于可持续发展的意识越来越强烈。

因此，在纸制品的生产过程中，如何降低对环境的影响，提高产品的使用价值和附加值，成为了制约纸制品行业可持续发展的重要因素。

而功能性纤维素，作为一种具有广泛应用前景的新型材料，正在逐渐被纸制品生产企业所重视和应用。

一、功能性纤维素的基本概念和特点功能性纤维素是一种以天然纤维素为基础，通过化学改性、物理处理等手段获得的新型材料，具有优异的可溶性、膨胀性、吸附性、稳定性和生物降解性等特点。

功能性纤维素常见的种类包括羧甲基纤维素 (CMC)、羟丙基甲基纤维素 (HPMC)、羟乙基纤维素 (HEC)、聚合物阴离子改性纤维素 (PC)、微晶纤维素 (MCC) 等。

这些功能性纤维素在纺织、建材、食品、生物医药、化妆品等领域都有广泛的应用，其中在纸制品领域的应用前景尤为广阔。

作为一种绿色环保材料，功能性纤维素在纸制品中的应用具有以下的优点：1. 增加纸张的强度和耐久性。

功能性纤维素具有很好的粘附性和增强性，在纸张的生产过程中添加一定比例的功能性纤维素能够明显提高纸张的抗张强度和耐久性，从而提高纸张的使用寿命。

2. 提高纸张的表面光泽和光滑度。

功能性纤维素能够大幅度改善纸张的表面光泽和光滑度，使得纸张在使用时具有更好的视觉效果和触感。

3. 改善纸张的印刷性能。

添加一定比例的功能性纤维素能够改善纸张的印刷性能，提高印刷品的清晰度和色彩鲜艳度，同时也能够大幅度降低印刷品的耗墨量。

4. 提高纸张的水分保持性。

功能性纤维素具有很好的保水性，在纸张的生产过程中添加一定比例的功能性纤维素能够提高纸张的水分保持性，使得纸张在使用时不易变形、不易损坏。

5. 改善纸张的柔软性和可塑性。

添加一定比例的功能性纤维素能够改善纸张的柔软性和可塑性，使得纸张在使用时更加易于折叠、弯曲、剪切等操作，具有更好的使用体验。

细菌纤维素的分散及其在造纸中的应用研究细菌纤维素的分散及其在造纸中的应用研究细菌纤维素（Bacterial cellulose，BC）是一种由细菌合成的纤维素，具有独特的结构和性质。

在纤维素领域，细菌纤维素由于其高度纯净、三维网状结构以及优异的力学性能而备受关注。

细菌纤维素的分散是其应用于造纸过程中的关键技术之一，而细菌纤维素在造纸中的应用也是当前研究的热点之一。

细菌纤维素的分散技术是指将细菌纤维素从原料中分离和选用，并使其均匀分散在水中，以便在造纸过程中得到更好的应用效果。

目前，常用的细菌纤维素分散技术主要包括机械破碎、超声波处理、化学处理以及生物酶解等。

机械破碎是将细菌纤维素材料通过剪切、压碎等方式处理，使其颗粒更加细小，有利于分散。

超声波处理利用超声波的高频振荡作用将细菌纤维素分解成小颗粒并分散在水中。

化学处理包括将细菌纤维素与化学物质进行反应，改变其分子结构使其更易分散。

生物酶解则是利用酶类催化作用将细菌纤维素分解成较小颗粒并分散在水中。

这些方法各有优劣，研究者需要根据所需的产物性能选择合适的分散技术。

细菌纤维素在造纸中的应用主要是改善纸张质量和增加生产效率。

首先，细菌纤维素能够提高纸张的强度和耐久性。

由于其三维网状结构，细菌纤维素可以增加纤维间的连接强度，使纸张更加结实。

其次，细菌纤维素具有较高的水保持性能，可以提高纸张的湿强度和湿度稳定性，减少因湿度变化而引起的纸张变形和破裂。

另外，细菌纤维素还可以增加纸张的光泽度和白度，使纸张具有更好的外观质量。

细菌纤维素在纸张制造过程中还可以被用作糊料和分散剂，帮助纸浆中的纤维更好地分散和定向，提高纸张的机械性能和打印质量。

然而，细菌纤维素在纸张制造中的应用也面临一些挑战和问题。

首先，细菌纤维素的制备成本较高，导致其在工业生产中的应用受限。

其次，细菌纤维素的分散稳定性不够，易在水中沉淀和聚集，降低了其在纸张制造中的应用效果。

此外，细菌纤维素的独特结构也使得其在纸张制造设备上的运行存在一些技术难题。

表面活性剂在纺织工业中的应用进展摘要表面活性剂是指一类在很低浓度浓度时就能够显著降低水的表面张力的化合物，它达到必然浓度后可缔合形成胶团，从而具有润湿后抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡和增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途普遍的精细化工产品。

表面活性剂依其亲水基的结构分为离子型表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂及特殊表面活性剂。

纺织工业包括棉、毛、麻等天然纤维及合成纤维从原料到产品的一系列加工工序。

为了使各工序进程顺利进行，提高纺织物的各项性能，多数需要加入表面活性剂或其他助剂，纺织行业顶用到的表面活性剂品种达到3000多种（超过表面活性剂商品总数的一半）其中油剂要紧有五个类别：即纺丝油剂（指合成纤维纺丝时用），纺织油剂（指单纤维纺织时用），针织油剂，织布油剂和筒子纱用润滑剂与润滑成份复配形成，后两种多以蜡和油脂为主成份，表面活性剂为辅助成份。

精炼、洗剂慢慢要求耐高温耐碱低泡快速高效，适应新合纤要求的新精炼品种亦不断增加，对氧漂助剂，除要求漂白稳固，分散不结垢外，还要求具有排除利用过氧化氢时针眼损伤的功能。

染色助剂与后整理剂的品种进展十分迅速，染色助剂有分散剂、纤维亲和型匀染剂、染料亲和型匀染剂、消泡剂等，而后整理剂那么要紧用于柔软、起毛、缩绒，抗静电，防水、憎油，阻燃，吸水加工，防污加工，抗菌加工等方面。

关键词：表面活性剂，纺织工业，应用，进展目录摘要........................................... 错误!未定义书签。

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第1章表面活性剂在纺织工业中的应用............... 错误!未定义书签。

前言 .......................................... 错误!未定义书签。

表面活性剂在各行业和造纸中的应用表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。

其分子结构均由两部分构成，分子的一端为极亲油的疏水基，分子的另一端为极性亲水的亲水基，两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，赋予了该类特殊分子既亲水又亲油，又不是整体亲水或亲油的特性，这种特有结构通常称之为“双亲结构”。

1 表面活性剂的分类按极性基团的解离性质，表面活性剂可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂以及非离子表面活性剂。

1.1阴离子表面活性剂有分为肥皂类、硫酸化物以及磺酸化物等。

肥皂类系高级脂肪酸的盐类，通式为（RCOO）M，肥皂是使用最早的表面活性剂之一，公元前7-前6世纪已经开始使用，根据M代表的物质不同，又可分为碱金属皂（O/W）、碱土金属皂（W/O）和有机胺皂（三乙醇胺皂）。

它们均有良好的乳化性能和分散油的能力，但易被破坏，碱金属皂还可在硬水环境中被钙、镁盐破坏，电解质亦可使之盐析。

硫酸化物（RO-SO3-M）主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，脂肪烃链R在12-18个碳之间。

硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油，俗称土耳其红油，出现于19世纪中叶，是蓖麻油与硫酸反应的产物，蓖麻油为蓖麻油酸的三甘酯深度磺化，耐酸耐硬水。

高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠（SDS、月桂醇硫酸钠），出现于20世纪二十到三十年代，乳化性较强且较稳定，在药剂学上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀，对粘膜有一定刺激性，用作外用软膏的乳化剂，也用于片剂等固体制剂的润湿和增溶。

磺酸化物（R-SO3-M）包括脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物。

常用产品有二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT）、十二烷基苯磺酸钠以及甘胆酸钠。

其水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差，但在酸性溶液中不易水解。

1.2阳离子表面活性剂起作用的部分是阳离子，因此成为阳性皂，其分子结构主要部分是一个五价氮原子，也称为季胺化合物，常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭）和苯扎溴铵（新洁尔灭）等。

纤维素基超疏水纸的研究进展倪书振;王春俭;戴红旗【摘要】从制备方法角度概述了纤维素基超疏水纸的研究现状,重点介绍了化学改性法、物理化学改性法、表面涂布法和纳米粒子改性法,同时介绍了超疏水纸在油水分离和微流体装置中的最新应用,对pH、温度和光照具有智能响应性超疏水表面的开发,以及超疏水纸表面力学性能和耐酸碱腐蚀性能的改善.使用廉价、绿色生物聚合物研制多功能、性能优异的超疏水纸产品是未来的发展方向,材料学、聚合物化学、纳米技术和机械学多学科理论知识的综合运用,是实现超疏水表面突破性发展的关键,也是满足工业化生产要求迫切需要解决的难题.【期刊名称】《纤维素科学与技术》【年(卷),期】2017(025)002【总页数】11页(P58-68)【关键词】纤维素;化学改性;物理化学改性;超疏水;纸【作者】倪书振;王春俭;戴红旗【作者单位】南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京210037;南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京 210037;南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京 210037【正文语种】中文【中图分类】TS7纤维素是地球上含量最丰富的生物质资源，廉价易得、可再生和可生物降解，常用于制备各种材料，例如纸张、纤维素膜和微球等。

其中纤维素基纸广泛应用于日常生活和生产中，但由于表面含有大量的亲水性羟基，水分子容易渗入纸张纤维中并发生扩散，破坏纤维网络中的氢键结合，导致纸张机械强度下降而丧失使用性。

因此，需要对纸张表面或纤维疏水化改性，阻止水分子的渗透和扩散路径。

近年来仿生超疏水的兴起满足了人们对纸张憎水性的要求，同时扩展了纤维素的应用领域，为纤维素基超疏水纸的发展提供了广阔的契机。

一方面，纤维素基超疏水纸具有环境友好性，并有助于缓解能源危机[1]；另一方面，纤维素纸页表面微米尺度的粗糙结构利于超疏水表面的构筑[2-5]。

超疏水现象启源于自然界中动植物的表面（例如荷叶、蝴蝶翅膀和水黾的足）[6]，具有许多优异性能，例如荷叶能够实现表面的自清洁，水黾的足能够承受自身十几倍的重量，在水面自如停留。

造纸工业中表面活性剂的应用引言造纸工业是指生产各种类型的纸张的工业，是重要的基础性行业。

造纸工业是将纤维素等原材料与各种助剂混合，在机器上加工成羊皮纸、书写纸、包装纸、卫生纸等纸张产品。

其中，表面活性剂是纸张制造过程中的重要助剂，能够降低液体表面张力，提高纸张品质和生产效率。

表面活性剂的定义表面活性剂（Surface active agent）是一种能够降低液体表面张力的化学物质，也称为表面活性剂剂、界面活性剂、乳化剂、分散剂等。

表面活性剂分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂等多种类型。

其中，阴离子表面活性剂应用最为广泛，常见的阴离子表面活性剂包括磺化脂肪酸钠、磺化乙烯基苯酚钠和十二烷基苯磺酸钠等。

表面活性剂在造纸工业中的应用1. 增加纸张光泽度使用适量的表面活性剂，可以使纤维系的滑动性增强，使纤维有更好的排布，从而提高纸张的透光性和平滑度，使其呈现出更好的光泽度。

2. 提高纸张强度在纸浆中加入农药或其他化合物，在纸机上制造造纸集团时，可更好地改进纸张强度和位置形态，使纸张平整和均匀，并提高纸张的撕裂强度。

3. 减小纸张的水分吸收表面活性剂可以改善纸张的抗水性和油墨的涂布性，从而防止纸张水分吸收过多，并提高纸张的质量和加工性能。

4. 改善纸张的防潮性表面活性剂可以降低空气中的水分压力，在粘胶处理工艺中可增加胶料黏性，使其与纸张产生较强的粘合性，从而改善纸张的防潮性。

5. 提高造纸机的生产效率在纸浆制备过程中，表面活性剂可以促进纤维的分散和悬浮，从而使纸浆更加稳定，降低流变阻力，从而提高造纸机生产效率。

应用案例近年来，随着科技水平的不断提高，表面活性剂在造纸工业中的应用越来越广泛。

例如，某造纸企业采用了低泡型聚醚类表面活性剂，作为造纸剂，使得其纸张的强度、平整度、透明度等指标都有明显提高，且生产效率更高。

另一家造纸企业在生产过程中通过添加表面活性剂，不仅提高了纸张的质量和效率，还使其纸张的细节效果更加逼真。