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造纸化学药品-溼强剂湿强剂通常是一种有机高分子化合物，常见的包括淀粉和聚合物等。
它们通过与纤维之间的物理和化学作用，提供以下几个方面的功能：1.提高纸张的强度和耐磨性。
湿强剂可以增加纤维与纤维之间的粘合力，改善纸张的内聚力。
同时，它能够增加纤维与纸张中其他添加剂之间的相互作用力，提高纸张的整体强度和耐久性。
2.改善纸张的抗水分侵蚀能力。
湿强剂可以改善纸张的防水性，减少水分对纸张的渗透，使纸张能够更好地抵抗湿度变化和水分侵蚀。
这使得湿强剂在涉及湿度敏感环境或特殊工艺要求的纸张制品中得到广泛应用，如包装纸、卫生纸等。
3.提高纸张的平滑度和光泽度。
湿强剂可以填充纸张表面的小孔隙和凹陷，改善纸张的平滑度和表面质感。
同时，它还可以提高纸张的光泽度，使纸张表面更加明亮和有吸引力。
在纸张生产过程中，湿强剂通常是在造纸机的湿部添加的。
具体的添加方法和用量会根据纸张的种类和要求而有所不同。
湿强剂的加入可以通过溶液注入系统、混合箱、喷淋设备等方式实现。
湿强剂的选择应根据纸张的种类、造纸工艺和目标要求等因素综合考虑。
在纸张的生产过程中，合理选择和使用湿强剂可以有效提升纸张的品质和性能，从而满足市场对高品质纸张的需求。
总之，湿强剂是一种重要的造纸化学药品，可以显著改善纸张的物理性能和品质。
在纸张生产过程中，科学合理地选择和使用湿强剂，对提高纸张的强度、耐磨性、抗水分侵蚀能力以及改善纸张的平滑度和光泽度具有重要意义。
同时，湿强剂的研发和应用也是为了满足市场对高品质纸张的需求。
环保型高固含量湿强剂CPAE的合成及应用范丹;李小瑞;王海花;刘艳【摘要】以硅烷偶联剂KH-560对传统湿强剂聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)树脂进行化学改性,并对上述反应体系进行了有效的后处理以降低有机氯含量,制备了一种新型环保型高固含量湿强剂CPAE树脂.与未改性PAE相比,使用CPAE树脂后,在1.0％用量下抄纸,纸张湿强度明显提高,抗张指数从41.0 N·m/g增加到51.3 N·m/g,提高了25.1％;湿抗张指数从8.11 N·m/g增加到15.5 N·m/g,提高了91.1％;抗张强度保留率从19.8％增加到30.2％,提高了52.5％.与市售PAE相比,CPAE固含量从12.5％提高到30％;CPAE经有机胺进行后处理后,有机氯含量由市售PAE的5％降低到0.5％以下.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】6页(P12-17)【关键词】湿强度;聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂;低有机氯;硅烷偶联剂【作者】范丹;李小瑞;王海花;刘艳【作者单位】陕西科技大学,教育部轻化助剂化学与技术重点实验室,陕西西安,710021;陕西科技大学,教育部轻化助剂化学与技术重点实验室,陕西西安,710021;陕西科技大学,教育部轻化助剂化学与技术重点实验室,陕西西安,710021;陕西科技大学,教育部轻化助剂化学与技术重点实验室,陕西西安,710021【正文语种】中文【中图分类】TS727+.2造纸行业迅速发展,特种纸用量猛增,特种纸增强化学品的研究成为行业热点。
湿强剂是特种纸增强领域非常重要的一类。
聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)树脂是最常用的湿强剂[1],为水溶性阳离子热固性树脂,加入少量PAE可使纸张达到较好的湿强度,目前在中性造纸工艺中广泛应用[2]。
同时,为了提高纸张湿强性能和其他性能,人们对PAE进行化学和物理改性,如通过封闭聚氨酯[3]、PAE-St改性[4]、海藻酸钠[5]、木素改性[6]及CMC改性[7]等,上述改性在提高特种纸抗张强度和湿抗张强度方面的效果尚不理想。
造纸湿强剂SH-5002产品说明书一、湿强剂理化指标湿强剂百科湿强剂是什么中文名：湿强剂，助留助滤湿强剂，助留剂，助滤剂，桑海湿强剂别名：造纸湿强剂纸张湿强剂湿强剂pac 造纸助留剂造纸助滤剂英文名： wet strength agent造纸湿强剂执行标准：湿强剂产品质量符合湿强剂国家标准GB15892-2009颜色：白色或乳白色外观：白色粉体或乳白色液体造纸湿强剂cas ： 1327-41-9型号： SH-5002造纸湿强剂主要成分：纯化白色聚合氯化铝产品规格： 30%粉体，10%液体检测方法：执行湿强剂国标海关编码hs： 28274900盐基度： 40%-85%分子量： 174.45密度：≥1.15{（20℃）/（g/cm3）}造纸湿强剂ph值： 3.5-5.0(1%水溶液)不溶物含量：≤0.1/%造纸湿强剂价格：湿强剂出厂价3800元/吨湿强剂批发价 5500元/吨造纸湿强剂报价：不含税二、造纸湿强剂简介助留助滤湿强剂由一级氢氧化铝粉和高纯盐酸经高压反应精制而成。
是介于氯化铝和氢氧化铝两种物质之间的一种水溶性无机高分子聚合物，通常以通式 Al n (OH)m Cl3n-m来表示。
固体为白色粉末，10%水溶液为无色透明液体。
是继脲醛树脂、三聚青安树脂和聚胺、PAE(PEE)之后被广泛应用的新型造纸用助留助滤湿强剂。
该产品能在较宽的PH值（6-9）范围内应用，赋予纸张高抗水性能，具有良好的助留助滤和施胶效果。
适用于生产书写、双胶、无碳原、铜版原纸、瓦楞原纸、箱板纸等包装用纸，以及再生脱墨浆生产文化纸等。
三、造纸湿强剂产品特性1、外观为白色，铁含量和水不溶物极低，能充分满足制造优质纸张的需要；2、带有大量正电荷、形态稳定的多核羟铝络合物，能有效地促进絮凝、施胶；3、可以在酸性和中性环境中应用，对系统的腐蚀明显减弱，延长了设备的使用寿命；避免纸张的酸性降解而赋予纸张抗老化性能，提高白水的回用率；降低打浆度，节约动力消耗；带有增加炭狻盖填料用量，提高纸张的白度、适印性和强度；同时也克服了合成胶料（如AKD等）难以避免的缺点（如打滑、施胶度难以控制等）；4、助留助滤湿强剂是氯化铝的预水解物，水解程度相对较低，纸浆pH值的下降幅度小；乳液稳定性好，不易发生水解反应，助留助滤效果稳定。
湿强剂一、概述纸和纸板被水浸透后机械强度几乎全部丧失，一般只能保持干纸强度的4~10%，而有些特种纸如照相原纸、晒图原纸、军用地图纸、钞票纸等不仅有一定的干强要求，而且还要求被水浸透以后，仍能保持一定的机械强度和特性，为此需加入湿强剂以提高纸张的湿强度。
湿强度是纸被水浸透以后仍能保持一定的机械强度和特性。
加入湿强剂后，纸张的湿强度可达到原来干强度的20~40%。
湿强剂的增强机理二、增强机理要提高纸张润湿时的强度，最主要的还是从纤维结合强度这一点考虑，一般认为有两种机理：（1）、与纸的纤维交联，湿强剂与纤维之间可可形成新的抗水的结合键。
（2）、湿强剂自身交联在纤维周围产生网膜，减少纤维的吸水和润胀，保护已有的纤维间氢键，湿强剂不一定要与纤维产生化学反应。
三、常用的湿强剂种类最古老的生产湿强纸的方法是对纸采用高温加热或在稀硫酸溶液中羊皮化。
后来在二十世纪三十年代，人们发现一些水溶性合成树脂加到造纸浆料中并在纸机上固化后能赋予纸张湿强度。
此后，湿强剂的发展飞快，美国造纸工业中每年大约要用湿强剂约达1亿美圆。
现在应用于浆料中的湿强剂按作用机理分主要有四类：（1）自交联聚合物，主要为甲醛树脂，包括脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树酯（2）纤维静电结合，主要为聚乙烯亚胺树脂、聚酰胺、聚胺、聚胺基酰胺。
（3）与纤维形成共价键，主要为环氧氯丙烷、双醛淀粉等。
（4）外交联聚合物，主要有聚丙烯酰胺+乙二醇，干酪素+甲醛等。
1、脲醛树脂（UF）脲醛树脂（UF）是目前较普遍使用的一种湿强剂，为无色或草黄色、透明、均匀糖浆状液体，与水能以任意比例混合而不沉淀。
UF是由尿素与甲醛进行反应，通过中间产物二甲脲缩聚而成的。
由于脲醛树脂具有离子特性，当加入纸浆中时，树脂就会被纤维所吸附，并留着在纤维上。
一般认为，树脂可保护和增强存在于纤维上的氢键，从而降低了纤维的润胀和水化。
它主要作用于对水敏感的半纤维素分子上。
脲醛树脂加入前要过滤和稀释成大约1%的溶液，加入量为0.5%~3.0%（对绝干原料）。
一种高强度造纸湿强剂及其制备方法与流程High-strength paper wet strength agents are an important component in the papermaking industry. These agents are used to improve the strength and durability of paper, especially in wet conditions. The demand for high-strength paper products has been increasing, especially in applications such as packaging and tissue paper. As a result, the development of effective and efficient wet strength agents is crucial for the industry.高强度的造纸湿强剂是造纸工业中的重要组成部分。
这些剂用于提高纸张的强度和耐久性，特别是在潮湿条件下。
对高强度纸张产品的需求一直在增加，特别是在包装和卫生纸等应用领域。
因此，开发有效和高效的湿强剂对该行业至关重要。
The method and process for preparing high-strength paper wet strength agents are crucial to ensure the quality and efficacy of the final product. The development of a reliable and efficient preparation method is essential to meet the increasing demand for high-strength paper products. This involves the selection of appropriate rawmaterials, the optimization of reaction conditions, and the development of effective processing techniques.制备高强度造纸湿强剂的方法和流程对确保最终产品的质量和功效至关重要。
造纸增强剂种类及作用机理一、引言造纸增强剂是指在造纸过程中添加的一种化学品，目的是提高纸张的物理性能和机械强度。
它们可以增加纸张的强度、硬度、耐磨性、抗拉伸性、抗撕裂性等特性，从而改善纸张的品质。
本文将介绍造纸增强剂的种类及作用机理。
二、造纸增强剂种类1. 阳离子型聚丙烯酰胺（Cationic Polyacrylamide，简称CPAM）CPAM是一种高分子有机化合物，是一种阳离子型聚合物。
它具有良好的水溶解性和吸附性能，在造纸工业中被广泛应用。
CPAM主要作为湿式强化剂和干式增强剂使用。
2. 硅酸盐（Silicates）硅酸盐是一种无机化合物，其主要成分为硅酸钠（Na2SiO3）和硅酸钾（K2SiO3）。
硅酸盐在造纸工业中被广泛应用，可用作润湿剂、填料和涂覆剂等。
3. 淀粉（Starch）淀粉是一种天然的多糖类物质，可以从玉米、马铃薯等植物中提取。
在造纸工业中，淀粉主要用作湿强剂和干强剂。
它可以增加纸张的强度和硬度，并改善纸张的印刷性能。
4. 聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，简称PVA）聚乙烯醇是一种高分子有机化合物，具有良好的水溶解性和黏附性能。
在造纸工业中，PVA主要用作湿强剂和涂覆剂。
它可以增加纸张的强度、硬度和耐水性。
5. 阴离子型聚丙烯酰胺（Anionic Polyacrylamide，简称APAM）APAM是一种阴离子型聚合物，具有良好的水溶解性和吸附性能。
在造纸工业中，APAM主要用作润湿剂、过滤剂和除泥剂等。
三、造纸增强剂作用机理1. CPAMCPAM可以与纤维表面带正电荷的部分形成氢键或静电相互作用，并通过交联作用将纤维紧密连接起来，从而增加纸张的强度和硬度。
此外，CPAM还可以减少纤维间的摩擦力，提高纸张的耐磨性和抗拉伸性能。
2. 硅酸盐硅酸盐可以填充纤维之间的空隙，增加纸张的密度和厚度，并形成一层保护膜，提高纸张的耐水性和耐久性。
3. 淀粉淀粉可以与纤维表面带负电荷的部分形成氢键或静电相互作用，并通过交联作用将纤维紧密连接起来，从而增加纸张的强度和硬度。
纸张在完全被水湿透之后,就几乎完全失去了强度,其中未经施胶的纸只能保留原有干纸强度的2%~7%,经高度施胶的纸页只能保留10%~12%的强度[1]。
但某些纸张要求有一定的湿强度,比如纸巾纸、纸袋纸、照相原纸、地图纸等都要求纸页在浸水后仍能保留一定的机械强度,为了在一定程度上保留纸张浸水后的强度性能,需加入湿强剂。
一般认为当纸的湿强度在干强度的15%以上就称其为湿强纸,湿强纸的衡量指标一般采用湿强对干强的比例,通常用湿强保留率来表示[2, 3]。
常用的湿强剂有脲醛(UF 树脂、三聚氰胺甲醛(MF 树脂、聚酰胺环氧氯丙烷(PAE 树脂、双醛淀粉(DAS 、聚乙烯亚胺(PEI 等,他们的湿强效果较好,但都有一些缺点。
例如UF 树脂和MF 树脂中含有游离甲醛,对人体有巨大的伤害,所以很多国家都限制使用或很少使用含有甲醛的UF 树脂和MF 树脂;PAE 虽不含甲醛,但其含有的有机氯化物具有致癌和致突变性,会对人体造成一定的危害[4];PEI 中的乙烯亚胺毒性极大,从而也限制了PEI 的广泛使用。
本实验合成的不饱和聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯-异戊二烯(PGSI 是一种新型的环保型湿强剂,在聚合物中引入环氧基团、苯基、不饱和碳碳双键,由于环氧基团可以与纤维中的游离羟基、羧基进行反应,从而在纤维中形成了对水不敏感的新键,同时不饱和双键在紫外光的作用下,可以进行自我聚合,从而在纤维周围产生一个交错链状网络结构,阻止纤维的吸水润胀,以保留现有的纤维间氢键。
本课题组进行了这方面的研究并取得了很好的纸页增强效果[5, 6]。
1.1主要原料苯乙烯(St ;甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA ;异戊二烯;十二烷基硫酸钠(SDS ;过硫酸钠;阳离子聚丙烯酰胺(CPAM ,分子量800万~1 000万,电荷密度3%~5%;聚乙烯亚胺(PEI ,分子量2万;阳离子瓜尔胶(CGG 。
漂白硫酸盐阔叶木浆,取自浙江某造纸厂,撕成25mm ×25mm 的小浆片后,浸泡12h ,打浆至45o SR 备用。
1.2试验仪器ZQS2-23型瓦利打浆机,DF -101S 集热式磁力搅拌器,ZQJ -B -Ⅱ型纸样抄取器,紫外线固化机,DC -KZ300C 型电脑测控抗张试验机,DCP -MIT135型电脑测控耐折度仪,DC -NPY5600型电脑测控纸页耐破度仪,Muetek SZP06 Zeta 电位仪,Nicolet Raman基金项目:浙江省自然科学基金(Y4080359。
作者简介:陈金龙先生(1986-,浙江理工大学材料与纺织学院材料物理化学专业在读研究生,研究方向为造纸化学品。
通讯作者:张秀梅,E-mail: xiumei@ 。
不饱和造纸湿强剂的制备及在不同助留剂中的应用●陈金龙,张秀梅,姚晓红,金杭(浙江理工大学材料与纺织学院,杭州 310018摘要:以苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、异戊二烯为原料合成具有环氧基团、碳碳双键等活性基团的不饱和造纸湿强剂,利用傅里叶-拉曼光谱分析仪分析产物的结构,并探讨添加不同助留剂对纸浆Zeta 电位、纸页物理性能的影响。
实验结果表明:阳离子瓜尔胶作为助留剂时,纸页的湿强性能提升较大,当添加量为0.2%时,纸页的湿强指数达到7.43N·m·g -1,湿强保留率达到了20.3%。
关键词:不饱和聚合物;湿强剂;环氧基团;Zeta 电位中图分类号:TS727+.2 文献标识码:A 文章编号:1001-6309(201105-0043-04960型傅立叶变换拉曼光谱仪。
1.3PGSI 的制备按摩尔比1:1:1的比例依次加入苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和异戊二烯,搅拌下通氮气10min 以除去反应瓶中的氧气,装上温度计、冷凝管,将反应瓶置入40℃的水浴锅中反应5h ,即可得到乳白色的水溶性乳液PGSI 。
1.4 PGSI 的应用按理论定量70g·m -2称取一定量的漂白硫酸盐阔叶木浆,经GBJ -A 型纤维标准解离器解离后,加入一定量的助留剂,搅拌5min 后加入PGSI ,继续搅拌5min ,使PGSI 、纸浆纤维、阳离子助留剂混合均匀。
在ZQJ1-B -Ⅱ型标准纸样抄取器上进行抄片,将抄好的纸页经过1min 的紫外固化后,置于恒温(23℃实验室中备用。
2.1 Zeta 电位的测定将准备好的漂白硫酸盐阔叶木浆按1%(相对绝干浆,若无特殊说明,所有的百分浓度均是相对绝干浆的浆浓,在GBJ -A 型纤维标准解离器中解离12 000r ,将解离好的浆料转移至恒温(23℃实验室中静置30min 后,加入相应的助剂搅拌5min ,即可按照Muetek SZP06的操作流程测定Zeta 电位。
2.2纸张抗张强度的测定将已经预处理过的抄片纸样切成宽15mm 、长150mm 的纸条,设定各项参数(夹距100mm 、定量70g·m -2、速度15mm·min -1,使用DC -KZ300C 型电脑测控抗张试验机,按照国家标准 GB/T 12914-2008进行测定。
2.3纸张湿强度的测定将已经预处理过的抄片纸样切成宽15mm 、长150mm 的纸条,放入盛有20℃的水中浸泡1min 后取出,用吸水纸吸去试样表面的水分,按照国家标准GB/T 465.2-1989的测定方法用DC -KZ300C 型电脑测控抗张试验机进行测定。
3.1产物性能指标及结构表征3.1.1性能指标用广泛pH 试纸测定PGSI 的酸碱性;按国家标准GB/T 2793-1995测定固含量;将PGSI 放在室温下,观察其有无凝胶现象或结块现象。
其性能指标见表1。
结果表明PGSI 是水溶性的,能与水以任意比例互溶;随着贮存时间的延长,乳液会逐步凝结,凝结后的PGSI 就不再具有水溶性。
3.1.2结构表征在环境温度低于20℃的条件下,将合成的PGSI 经过提纯、研磨成粉末后,用Nicolet Raman 960型傅立叶变换拉曼光谱仪对其进行拉曼光谱分析(如图1。
从聚合物提纯后的拉曼光谱图可知:(11 664cm -1是C=C 双键的伸缩振动,表明合成的聚合物中包含了不饱和双键基团,同时在3 056cm -1也出现了烯烃上C -H 键的伸缩振动,从而佐证了不饱和双键的存在,并且在1 640cm -1和1 598cm -1没有出现吸收峰,表明聚合物已彻底提纯,不含有反应单体异戊二烯。
(21 600cm -1和1 583cm -1是苯环的伸缩振动,表明聚合物中含苯环。
(31 031cm -1是环氧基团的特征峰,表明聚合物中的环氧基团没有彻底分解,保留了一部分环氧基团。
3.2不同助留剂对Zeta 电位的影响Zeta 电位是描述胶粒表面电荷性质的一个物理量,通过测量造纸原料表面的电荷可以检测造纸湿部化学的变化,给湿部助剂的添加量与添加点提供一个有效的参考数据,从而改善纸机的运转性能,提高湿部添加剂的使用效率[7, 8]。
本实验是在PGSI 添加量为1.0%的情况下,调节不同助留剂的添加量来测定纸浆的Zeta 电位。
为了减少实验的误差,设定环境温度为23℃、纸浆pH7.0、浆料浓度1.0%。
从图2中看出,随着助留剂添加量的增加,纸浆的Zeta 电位逐步趋向于0,当助留剂添加量约为0.3%时,Zeta 电位趋于等电点,此时范德华力在纤维粒图1PGSI 的拉曼光谱图子间起主要作用,改善了留着率和纸页湿强度,同时细小纤维留着率的提高也有利于改善纸页的成形条件和纸张的匀度[9]。
图2不同助留剂添加量对纸料Zeta电位的影响3.3不同助留剂对纸张性能的影响在PGSI 添加量为1.0%的情况下,调节不同助留剂的添加量来测定纸页的物理性能,为了使加入的湿强剂起作用,所有手抄纸都经过了1min 的紫外固化,以提升纸张的强度性能,特别是湿强性能。
同时为了消除定量对纸页物理性能的影响,一般用抗张指数和耐破指数来表征纸页的抗张强度和耐破度。
3.3.1助留剂用量对纸页湿/干强度的影响从图3、图4中可明显看出,随着助留剂添加量的增加,纸页的抗张强度有一个先升后降的过程,随着助留剂用量的增加,越来越多的细小纤维留在了纸页当中,虽减少了细小纤维的流失,但却在一定程度上降低了纸页的强度性能。
结合图3~图5来分析,发现当助留剂用量为0.2%~0.3%时,纸页的增强效果较明显。
当阳离子瓜尔胶添加量0.2%时,其湿强指数已达到7.43N·m·g -1,比不添加助留剂的纸页提高了近6倍,此时纸页的干强指数达到最大值,湿强保留率达到20.3%,完全具备湿强纸的要求。
随着助留剂用量的再增加,纸页的湿强度在添加量0.4%时达到顶值,保留率达到24.8%;当CPAM 添加量0.2%时,其湿强指数达到4.56N·m·g -1,比不添加助留剂的纸页仅提高3倍,湿强保留率为12.9%,随着助留剂用量的再增加,纸页的湿/干强度在添加量0.3%时达到顶值,保留率14.8%;当PEI 添加量0.2%时,其湿强指数达到6.01N·m·g -1,比不添加助留剂的纸页提高了近5倍,湿强保留率达到了17.0%,基本符合湿强纸的要求,随着助留剂用量的再增加,纸页的湿/干强度在添加量0.3%时达到顶值,保留率18.3%。
综合以上分析,与CPAM 、PEI 相比,阳离子瓜尔胶更加适宜用作PGSI 的助留剂,同时当浆料的Zeta 电位趋于等电点或微负时,能很好地改善纤维的留着和纸页的湿强度。
3.3.2助留剂用量对纸页耐破度/耐折度的影响表2助留剂用量对纸页纸页耐破度与耐折度主要受纤维之间结合力与纤维平均长度的影响,在纤维平均长度一致的情况下,纸页中纤维之间的结合力对其有举足轻重的作用,从表2、表3中发现,助留剂的添加量和添加种类对纸张的耐破指数和耐折度影响不大。
对提纯的PGSI 进行傅里叶-拉曼光谱检测,结果表明其含有环氧基团、苯基、不饱和碳碳双键,其中苯基具有疏水性;环氧基团能与纤维中的游离羟基、羧基等进行反应;不饱和双键在紫外光作用下能自聚,从而提升纸张的湿强度。
纸页物理性图3不同助留剂用量对纸页湿强指数的影响图4不同助留剂用量对纸页干强指数的影响图5 不同助留剂用量对纸页湿强保留率的影响能测试表明应用不同的助留剂对纸浆的留着和湿强性能影响较为显著,在相同添加量的基础上,阳离子瓜尔胶的效果要明显好于CPAM和PEI;浆料Zeta 电位影响细小纤维的留着,结合纸页物理性能分析发现,当Zeta 电位趋于等电点或微负时,纸页的湿强性能相对较好;在1min 紫外固化条件下,助留剂阳离子瓜尔胶的添加量0.2%、湿强剂PGSI添加量1.0%时,纸页的湿强保留率已达到20.3%,完全达到湿强纸的要求。
