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摘要：表面活性剂在造纸中有很大的应用，例如在制浆、湿部、脱墨、涂布加工等方面。
本文主要综述了几种主要的高分子表面活性剂如：阳离子淀粉，AKD 专用高分子表面活性剂，壳聚糖，聚乙烯醇，羧甲基纤维素等在表面施胶中的应用。
关键词：造纸、高分子表面活性剂、表面施胶。
表面施胶也叫纸面施胶，纸页形成后在半干或干燥后的纸页或纸板的表面均匀涂上胶料。
施胶剂分松香型和非松香型两大类，非松香型施胶剂主要用于表面施胶。
常用的表面施胶剂含有疏水基和亲水基，因此广义地说都是表面活性剂。
表面施胶剂主要有变性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。
可根据不同的需要选择不同的表面活性剂，如：提高抗水性，可用AKD、分散松香、石蜡、硬脂酸氯化铬、苯乙烯马来酸酐共聚物及其他合成树脂胶乳等；提高抗油性，可加入有机氟化合物，如全氟烷基丙烯酸酯共聚物，全氟辛酸铬配合物，全氟烷基磷酸盐等；增加防黏性，可加入有机硅树脂；改善印刷性能，主要用变性淀粉、CMC、PVA等[1]；改进干湿强度，可加入PAM、变性淀粉等；改善印刷光泽度和印刷发色性，主要用CMC、海藻酸钠、甲基纤维素、氧化淀粉等。
为了提高表面施胶效果，通常采用两种或几种表面活性剂共用的方法。
1. 淀粉是一种天然高分子化合物，它是一种重要的表面施胶剂和纸张增强剂。
在造纸工业中，薯类淀粉使用效果较好。
天然未改性的淀粉粘度较高，流动性差，容易凝聚，用水稀释后易沉淀，故在表面施胶中常用各种改性淀粉。
改性淀粉在较高浓度时仍有较低的粘度，并保持良好的溶解性、粘着力和成膜性能。
用于表面施胶的改性淀粉主要有氧化淀粉、阳离子淀粉、阳离子型磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、双醛淀粉、乙酸酯淀粉、酸解淀粉。
以下主要介绍阳离子淀粉。
阳离子淀粉通常是指淀粉在一定条件下与阳离子试剂反应制得的产物，阳离子试剂主要有叔胺盐类和季铵盐类阳离子试剂。
阳离子淀粉还可以通过淀粉与阳离子型乙烯基单体通过自由基共聚法制得。
淀粉酶在造纸中的应用
淀粉酶在造纸中有着广泛的应用，主要涉及纸张表面施胶和淀粉糊的制备。
淀粉酶可以改善纸张的品质，增加纸张的白度和不透明度，使纸张更加光滑和细腻。
在表面施胶过程中，淀粉酶能够将淀粉水解成可溶性糖，然后通过脱水作用将其转化为薄膜状物质，覆盖在纸张表面，增加纸张的防水性和抗油性。
同时，淀粉酶还可以改善纸张的抗张强度和耐破度等物理性能，提高纸张的使用寿命。
此外，淀粉酶还可以用于淀粉糊的制备。
在制浆过程中，淀粉糊是一种重要的粘合剂，用于将纸张纤维粘合在一起。
淀粉酶可以将淀粉水解成可溶性糖，增加淀粉糊的粘度和稳定性，提高纸张的强度和耐破度。
总之，淀粉酶在造纸中具有广泛的应用，可以提高纸张的品质和使用寿命，同时也可以降低生产成本和环境污染。
随着环保意识的不断提高和技术的不断进步，淀粉酶在造纸中的应用将会更加广泛和重要。
表面施胶剂制备及加入工艺
一、配制过程：
1. 向溶解桶加入2立方米的清水，液位显示在85%左右，开始通
入蒸汽进行加热；
2. 加入PV A30公斤，溶解后，加入淀粉7包，溶解后，加入石蜡
40公斤；
3. 在80-90度左右的温度下进行溶解糊化60分钟，然后保温10
分钟备用；
4. 泵至供料槽使用。
二、加入量的控制：
1. 上料辊转速控制在600-800转/分；
2. 根据纸张表面施胶情况调整背涂刮刀角度以控制表面施胶量的
大小，以控制在0.5—1.0克/平方米为宜。
三、注意事项：
1. 严格计量并控制各类药品及清水的加入量；
2. 严格控制糊化温度和时间，若控制不当，会直接影响其成膜性
和流动性。
宁波牡牛纸业有限公司
生产技术部
2002年10月
12月18日PV A由1899改为2499；12月21日石蜡乳液改加20KG;12月26日石蜡改加30KG（浓度38%左右）。
03年1月13日根据客户对表面施胶要求较高，改加PV A20KG(PV A1899)。
造纸工业表面施胶剂的研究进展造纸工业是全球重要的制造业之一，对于经济发展和社会生活都有着巨大的影响。
表面施胶剂是造纸工艺中不可或缺的一部分，能够改善纸张的性能和品质，提高其抗压、抗水、抗腐蚀等能力。
本文将重点造纸工业表面施胶剂的研究进展，以期为相关产业的发展提供参考。
表面施胶剂在造纸工业中主要分为天然生物质施胶剂和合成高分子施胶剂两类。
其中，天然生物质施胶剂以植物淀粉和蛋白质为主要原料，具有环保性能好、易生物降解等优点，但耐水性和耐候性较差。
而合成高分子施胶剂则具有优异的耐水性和耐候性，能够提高纸张的防水、抗腐蚀等性能。
目前，造纸工业表面施胶剂的研究主要集中在以下几个方面：施胶剂的合成与改性、施胶剂在纸张表面的应用与性能研究、施胶剂对纸张生物降解性能的影响等。
虽然取得了一定的进展，但仍存在以下问题：对表面施胶剂的作用机制了解不足、缺乏环保型高效表面施胶剂的开发、对新型表面施胶剂的研发力度不够等。
表面施胶剂的研究方法主要包括：化学实验法、物理实验法、电化学方法、计算机模拟方法等。
其中，化学实验法主要用来研究施胶剂的合成与改性，通过调整实验条件，探究最佳的合成路径和改性方法；物理实验法则主要用于研究施胶剂在纸张表面的应用和性能，通过观察和测量纸张的物理特性，评估施胶剂的效果；电化学方法则用于研究施胶剂对纸张生物降解性能的影响，通过分析纸张在微生物作用下的电化学反应，判断施胶剂的环保性能；计算机模拟方法则通过建立数学模型，预测施胶剂的性能和作用机制，为实际实验提供指导。
近年来，随着环保意识的增强和技术的不断发展，表面施胶剂的研究也取得了一些新的进展。
一方面，研究者们开始尝试开发更加环保的生物质施胶剂，如基于天然植物淀粉和蛋白质的施胶剂、基于微生物菌体的施胶剂等。
这些新型的生物质施胶剂具有更好的环保性能和生物降解性，能够满足越来越严格的环保要求。
另一方面，新型的合成高分子施胶剂也不断被开发出来，这些施胶剂具有更加优异的耐水性、耐候性和防水性能，能够满足造纸工业对高性能纸张的需求。
关键词：淀粉；淀粉酶；故障；处理Key words: starch; enzyme;fault; disposal淀粉表面施胶剂制备系统常见故障与处理⊙ 吕晓峰 钱雪峰 张小红(浙江景兴纸业股份有限公司，浙江嘉兴 314214)Common faults and disposal to a preparation system for starch surface sizing agent⊙ LYU Xiao-feng, QIAN Xue-feng, ZHANG Xiao-hong(Zhejiang Jingxing Paper Co., Ltd., Jiaxing 314214, Zhejiang, China)中图分类号：TS727+.5文献标志码：B 文章编号：1007-9211(2019)10-0061-03吕晓峰 先生工程师，技术中心技术主任；从事制浆造纸工艺技术管理工作。
淀粉是一种重要的造纸表面施胶剂原料。
由于原淀粉黏度高，流动性差，易产生凝沉现象，因此需要对淀粉进行改性，使其在较高浓度时仍具有较低的黏度，满足纸页表面施胶处理的要求。
在实际生产中，商品淀粉是不溶性的白色粉末，厂家应根据需要完成淀粉悬浮液的“糊化”过程，制备淀粉胶[1]。
目前，大型纸机都会配置淀粉连续制备设备，用于制备淀粉胶。
连续蒸煮设备自动运行，不需要人为操作，具有质量稳定、产量高等优点[2]。
比较常见的制备工艺如图1。
然而，设备自动化再高，也会出现故障，若故障不及时排除，就会影响淀粉改性质量，甚至造成淀粉断药，严重影响造纸机的施胶工艺。
下面讲几点淀粉表面施剂制备系统常见故障与处理方法：1 料仓内淀粉下料困难料仓里的淀粉下料情况受水分影响很大，当原淀粉水分超过13%后，下料就会变得很困难，即使螺旋输送机频率开足，料仓出来的淀粉还是很少(图2)，不能满足工艺需求。
由于制备系统是根据制备好的淀粉浓度来自动调节清水和原淀粉用量的，当淀粉下料量少时，进入溶解槽的原淀粉就会减少，而清水量和溶解槽内淀粉胶输出量是一定的，时间一长，制备系统就会因为溶解PRODUCTION61May , 2019 Vol.40, No.10China Pulp & Paper Industry槽内液位低，报故障自动停止。
常用表面施胶淀粉的制备工艺目前，越来越多的包装纸制造商都开始采用表面施胶工艺。
引发此趋势的原因，其一是成纸质量要求的不断提高，包装纸(特别是瓦楞纸)都趋向于低定量、高强度、重施胶度，同时由于废纸的回收利用率越来越高，浆料将越来越差，而表面施胶可以改善、弥补这一缺陷，实现提升成纸强度；其二是表面施胶的成本大大低于浆内施胶，施胶成本低，施胶可控性好于浆内施胶；其三是采用表面施胶后湿部系统可以不添加施胶剂和硫酸铝等，白水的清洁度和循环回用率大幅提升，可以大大降低废水处理的压力甚至做到零排放；其四是表面施胶可以改善成纸的印刷性能。
在造纸上，以淀粉为主用作表面施胶的形式主要有三种：变性淀粉单独施胶、变性淀粉配合表面施胶剂施胶、用原淀粉自制施胶变性淀粉配合表面施胶剂施胶。
目前应用比较多的是后二者，最多的是用原淀粉自制施胶淀粉施胶，其优势主要有三点：a、成本低廉，每吨自制施胶淀粉要比外购成品淀粉低l000元左右，b、制备工艺比较简单，质量好控制，c、可以根据纸机的实际情况和成纸要求对淀粉糊液指标进行优化。
1 酶转化淀粉的制备工艺流程及其应用于表面施胶的优劣势1．1 连续转化、蒸煮自动化工艺目前大型造纸商基本上采用自动化转化工艺，其工艺流程如下：1.1.1 投料。
将外购的原淀粉投入底部带有螺旋输送机的料仓内。
注意防止杂物进入料仓。
由于在投料过程中会产生大量粉尘，为保护操作人员健康，料仓需连接脉冲袋式除尘器。
每批进厂原料都需取样，严格按质量标准检测。
1．1．2 分散。
分散槽带有电子秤装置。
在加入设定好的数量的水和杀菌剂后，搅拌器启动，转速一般在500rpm左右，此时淀粉通过螺旋输送机加入到分散槽，螺旋输送机电机与电子秤联锁，达到规定加入量时自动停止。
分散完毕后分散槽内要求不能有沉淀、漂浮物和块状物。
分散好的淀粉悬浮液通过50—80目过滤器送至带搅拌器的贮存槽贮存。
淀粉悬浮液极易沉淀，贮存槽搅拌器须保持50rpm左右的转速。
淀粉在造纸行业的应用研究1.淀粉作为一种广泛应用的天然聚合物，其作为一种重要的原料在造纸行业中具有重要的地位。
淀粉具有良好的水溶性、可生物降解性和成本效益，使其成为造纸工业中一种重要的助剂。
本文将探讨淀粉在造纸行业的应用，并分析其对造纸工艺和产品质量的影响。
2. 淀粉在造纸工业中的作用2.1 增稠作用淀粉在造纸工业中最重要的作用之一是作为增稠剂。
在纸张制造过程中，淀粉可以增加纸浆的粘度，提高纸张的均匀性和强度。
通过调节淀粉的用量和类型，可以控制纸浆的流动性和粘度，从而影响纸张的质量。
2.2 助滤作用淀粉还具有助滤作用，能够帮助纸浆中的纤维更好地分散在水中，提高过滤效率。
淀粉颗粒可以与纤维形成凝胶状结构，有助于去除纸浆中的杂质和细小纤维，从而提高纸张的纯度和质量。
2.3 增强作用淀粉还可以增强纸张的机械性能，提高其抗张强度、耐折性和耐水性。
淀粉与纤维之间的化学键合可以增加纸张的结构稳定性，使其更加坚韧耐用。
2.4 表面施胶作用淀粉在表面施胶中也起到重要作用。
表面施胶是造纸工艺中的一道重要工序，用于提高纸张的表面光滑度和防水性能。
淀粉可以作为表面施胶剂，涂覆在纸张表面，形成一层保护膜，增加纸张的印刷性和书写性。
3. 淀粉的类型与选择3.1 玉米淀粉玉米淀粉是最常用的淀粉类型之一，具有良好的可塑性和粘度稳定性。
在造纸行业中，玉米淀粉主要用于增稠和表面施胶，可以提高纸张的强度和表面光滑度。
3.2 土豆淀粉土豆淀粉具有较高的粘度和良好的分散性，适用于纸浆的增稠和过滤。
土豆淀粉还可以用于表面施胶，提供良好的印刷性和书写性。
3.3 木薯淀粉木薯淀粉具有良好的耐水性和粘度稳定性，适用于纸浆的增稠和增强。
木薯淀粉还可以用于表面施胶，增加纸张的耐折性和耐水性。
4.1 文化纸制造在文化纸制造中，淀粉常用于增稠和表面施胶。
通过调节淀粉的用量和类型，可以控制纸张的厚度、平滑度和强度，提高印刷质量和书写舒适度。
4.2 包装纸制造在包装纸制造中，淀粉可以用于增稠和增强纸张的机械性能。
淀粉在表面施胶中的应用技术
所谓表面施胶，就是把施胶剂施加到纸的表面，使纤维与胶体粘接，并在纸面上附上一层近乎连续的薄膜的方法。
造纸工业上使用的主要施胶剂是淀粉及其衍生物，此外还有羧甲基纤维素（CMC）、聚乙烯醇（PV A）烷基烯酮二聚体（AKD）等；施胶有多重含义，不只是增加纸页的抗水性，在大多数情况下，是为了增加纸页的表面强度，并获得良好的施胶性能，此外还能提高耐破度、耐折度、抗张力、平压强度、抗分层强度、环压强度等纸张物理强度等指标。
最早使用的表面施胶剂是动物胶，包括骨胶和皮胶，而现在最常用的是淀粉及变性淀粉。
（一）淀粉的特性：
目前表面施胶淀粉主要来源于玉米，其次为木薯、马铃薯、小麦等，两种常用原淀粉的特性比较：
品种分子量糊化粘度糊澄清度老化速度成分
直链淀粉含量较多，不安定，玉米淀粉 48600 中等不透明快
成膜性好
直链淀粉含量较多，较安定，木薯淀粉 290000 高相当澄清慢
但成膜性差
原淀粉糊化后容易产生老化现象，老化后的特征：粘度增加、成为不透明或浊状、在热糊液中形成不可溶的一层薄膜、沉淀或形成不可溶的微粒等，所以表面施胶用的淀粉一般是变性淀粉，淀粉变性后可降低粘度、改善稳定性、可操造性及胶化的品质。
（二）适用于表面施胶的变性淀粉：
（1）热或热化学转化淀粉：通常利用机械能、热能或热—化学能在煮锅或转化器中把原淀粉制成低粘度溶液。
（2）酸变性淀粉：用酸对原淀粉进行降解，可制成不同粘度的产品。
（3）氧化淀粉：用双氧水或过硫酸铵或次氯酸盐对原淀粉进行氧化后制得。
还有（4）酶转化淀粉；（5）乙酰化淀粉；（6）阳离子淀粉；（7）阴离子双变性淀粉；（8）羟烷基淀粉
（三）影响施胶压榨的因素：
通常所谓的表面施胶，大多数是指施胶压榨。
施胶压榨是指纸幅在刚要进入压辊间压区之前先通过一胶料塘，借此施胶剂被施加到纸的表面，然后纸幅通过压辊，使胶料压入纸内，
并从纸面除去过量胶料的一种表面施胶方法，施胶压榨有竖式，卧式及斜式等型式。
影响施胶压榨的因素有：
○1纸的施胶度：完全未施胶的纸比施胶过的纸多吸收100%的胶液。
而施胶过的纸，松香胶的用量增加对胶液的吸收影响不太明显。
○2纸机车速的影响：应用试验表明，纸机车速从100m/min到大约300m/min之间，淀粉拾取量大大增加，但增加到650m/min后，淀粉拾取量（施胶量）没有明显增加。
○3纸的定量：用松香施胶的各种定量的纸，定量对淀粉的拾取量（施胶量）几乎没有影响。
○4纸的其他性能对淀粉拾取量影响；
a、越是精磨，淀粉的拾取量越低；
b、透气度越高，淀粉的拾取量越高；
c、表面越光滑，淀粉拾取量越低；
d、进入施胶前纸的水份越低，拾取量越多，水份在5—12%会获得最大的拾取量；
○5淀粉胶的粘度、温度、固含量（浓度）对淀粉胶的拾取量（施胶量）及环压强度（CMT）的影响：淀粉胶的温度越高渗透量越高，拾取量也越高；若纸机车速恒定，在14—40cps粘度的范围内，淀粉胶的粘度对淀粉的拾取量没有重大影响，通过提高淀粉的固含量的方法，可以增加淀粉的拾取量，提高环压强度。
淀粉拾取量（施胶量）（g/m2）环压提高率
固含量% 粘度cps 淀粉 CMT%
6 15 2 19
8 25 3 34
10 40 4 43
但淀粉固含量太高会产生甩胶的现象。
（四）注意事项：
（1）需正确选用表面施胶剂：造纸工业对表面施胶剂用淀粉的主要要求是粘度、粘接强度、离子性胶液稳定性，和成膜性等指标；一般应具备以下条件：
A、要求粘度可调范围广，以适用不同的纸种；
B、要求易于吸附在纤维上，经淀粉表面施胶过的纸，在损纸回用时，非阳离子化的淀粉易从纤维上脱离，溶解并进入白水中，不仅会造成白水中的BOD、COD值上升，而且会降低细小纤维和辅料的留着率。
比如采用氧化淀粉表面施胶，在损纸回用过程中，当成浆中
氧化淀粉含量达到2%时，助留剂量要加大8倍才能达到原有留着率。
C、要求冷却时不冷凝胶（即要求糊液稳定性好），且成膜性能要好。
（2）避免直链淀粉结晶现象的发生
一般淀粉糊液在67—89℃的临界凝胶内保温时，直链淀粉容易产生结晶，较难通过施胶而滞留于施胶槽中，增加了施胶液的粘度和固含量，严重时结晶的直链淀粉可达20—30%，从而造成上胶量的波动，另外，部分结晶体体通过施胶压榨区附在纸页上，由于结合力差，易脱落附在辊子上、烘缸和干网上，结果造成纸面不整洁。
解决的办法是避开直链淀粉的结晶敏感温度范围67—89℃；考虑到在较低温度下淀粉易发生胶凝和老化（凝沉）现象，因此建议贮存和使用时温度控制在63—66℃为宜。
另外，老化沉淀太久的淀粉胶要及时排掉，否则强行上胶会损坏施胶辊的胶面。
