AKD施胶剂的假施胶及其防治
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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。
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中性施胶剂在胶版纸生产中的应用2007年3月11日AKD中性施胶剂在胶版纸生产中的应用中性施胶剂是指在抄纸工序中,将系统PH值调到7以上的一种施胶工艺。
目的:使纸和纸板具有一定的抗水性,既提高产品的施胶度。
常见的中性施胶剂有ASA、AKD。
中性抄造改进了纸张的强度性质和老化行为。
酸性抄造的纸张大约在50年后降解,而中性抄造的纸张则超过500年。
为了进一步提高纸张质量,增加产品的市场竞争力,我们将传统的酸性抄造改为中性抄造,取得了成功。
本文对AKD中性施胶剂的施胶机理及其生产中的应用特点做一介绍。
1、AKD中性施胶剂的施胶1.1 AKD的结构特点AKD及烷基烯酮二聚体,是一种反应性施胶剂,它的化学结构有两个特点:(1)、拥有长碳憎液性能的官能团,即起施胶作用的基团。
(2)、拥有能与纤维素键合的反应基,即16—18长链烷基羧基,能与纤维素发生作用,形成酮基,能取得较好施胶效果。
但反应基也能与水反应,生成无施胶作用的水解物,影响施胶效果。
R代表烷基,在65℃以上极易水解,内脂1.2 AKD中性施胶剂的施胶机理AKD中性施胶剂的施胶过程包括以下过程:留着、定向、分布、和固着。
(1)、留着——纸机湿部需要加入阳离子助剂和阳离子淀粉助留,提高AKD的留着。
(2)、分布——在干燥过程中,加热使AKD胶料在纤维素表面分布和扩展。
(3)、定向和固着——在纸张的干燥和存放过程中,AKD的四元环基和纤维素羟基发生脂化反应,定向和固着在纤维上,完成施胶作用。
1.3影响AKD中性施胶效果的因素(1)、AKD乳液存放条件及其在浆料悬浮液中的水解AKD乳液可以在室温下贮存2个月,不允许超过30℃或受冻,实践证明,贮存温度超过30℃或受冻,AKD的用量是正常用量的两倍以上,若加水稀释必须在48小时内用完,否则AKD会水解,失去施胶作用。
(2)、纸浆类型使用全化学木浆抄造的纸,施胶效果最好,掺用芦苇浆抄造的纸次之,掺用麦草浆抄造的纸施胶效果最差。
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。
凯特化工表面施胶剂产品性能说明
一、简介
随着造纸工业的飞速发展,施胶工艺由传统的浆内施胶和表面施胶相结合的方式改为全部由表面施胶取代已是大势所趋。
我公司经过多年潜心研制,开发出新型表面施胶剂KT-8401。
该产品是由多种阳离子材料经特殊工艺聚合而成,能完全替代内部施胶剂,较大幅度降低施胶成本,缩短熟化时间,提高纸品的表面强度并具有优异的抗水性能。
本品广泛适用于木浆,草浆,竹浆,废纸浆等浆种生产的文化用纸和包装用纸。
二、主要技术指标
外观:乳白色液体
固含量:20±1% 30%±1%
PH值:2-4
粘度:15mpa.s以下(25゜C)
离子型:阳离子
溶解性:易溶于水
三、性能特点
1. 显著提高纸品的表面印刷强度,缩短熟化时间,降低生产成本。
2. 完全替代内部施胶剂的使用,并具有优异的抗水性能。
3. 一定程度上延长了成型网和毛布使用寿命,延长清洗周期。
4. 具有优良的机械稳定性,在操作过程中产生气泡少。
四、使用方法
1. 用量:3-12kg/吨纸。
2. 使用时,将已糊化好的淀粉胶液降温至85°C以下时,将本品原液加入淀粉胶液罐中,搅拌均匀即可上机施胶;或使用计量泵加入淀粉胶液供给管道连续添加。
五、包装与储存
200kg、1000kg塑料桶包装,储存于阴凉处(4-30°C),避免冰冻和曝晒。
储存期:三个月。
AKD施胶剂的假施胶及其防治
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。
在干燥部,随着纸页中的水分逐渐减少,受干燥温度的影响AKD粒子熔化而在纤维表面扩展开,分子上具有反应性的官能团朝向纤维,疏水基部分向外,朝向纤维的反应性官
能团与纤维素的羟基发生反应形成共价键,从而固着在纤维表面上,完成施胶过程。
2假施胶原因分析及预防措施
AKD是反应性施胶剂,纸(或纸板)下机后,要经过一段时间使AkD与纤维素发生结合反应,才能达到施胶效果。
造成假施胶的根源是AKD没有发生有效的反应或没有反应,特别是在熟化过程中如果AkD发生水解反应,就不能与纤维素反应达到施胶效果。
经研究发现AKD水解反映与纸页的pH、填料中的游离碱、下机水分和干燥温度等因素有关。
在生产上,AKD施胶中产生假施胶的原因主要有以下几个方面。
(1)系统pH值超出范围
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>8.0时,施胶度的上升速度开始减慢。
可见系统pH值对施胶果有重要的的影响,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
一旦发现系统的pH值超出控制范围就应该及时调整,在配浆时加人适量氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠等,以调节pH值为最佳状态。
在生产上,常用碳酸氢钠来调节系统的Pll值,因为碳酸氢根离子能提高AKD的施胶效果,同时加入的碱增加了系统中的碱度,碱度在150~250mg·L—1—范围内,也会提高AKD的施胶效果。
(2)干燥温度太低
多缸纸机的干燥曲线及纸页下机温度对施胶效果有重要的影响,干燥曲线是制约在施胶熟化程度的主要因素,使用松香施胶的纸机系统,如果改用AkD施胶而同时对其干燥曲线不进行适当的改变,则难以得到理想的施胶效果,这也是目前许多纸厂由酸性施胶改为中性施胶时没有获得成功的主要原因。
实践证明,要获得比较好的施胶度,当纸页进入烘干部以后,就需要采用快速升温的干燥曲线,并且需要提供足够的干燥热量,以尽快降低纸页水分,破坏AKD的静电吸附作用,促使施胶剂分子重排,加快施胶剂与纤维素羟基之间的化学反应。
在生产中还发现纸页的
下机温度不同,AKD的熟化程度也不相同,主产实践表明纸幅的下机温度越高,施胶剂的熟化程度越好。
另外,如果在表面施胶前纸页的施胶状况良好,而经过表面施胶以后,在复卷机处却失去了施胶度,这种情况一般是烘缸干燥曲线不当、干燥热量不足、纸页水分过高等原因导致了正常施胶反应被表面施胶淀粉所干扰,发生了再定向。
对此可以通过降低纸页出压榨部水分、改善干燥曲线.提高干燥能力或者增加用量来调节。
(3)下机纸页水分太高
纸页的水分含量对施胶效果的影响、纸页在烘干过程中的水分和下机纸页水分都会影响的施胶效果。
在烘干部,AKD的静电吸附不断被破坏,其反应性官能团与纤维素羟基形成共价键而起到施胶作用。
在烘干过程中,如果纸页水分过高,会影响AKD与纤维之间的反应;反之,纸页水分越低,参加反应的AKD就越多。
操作中适当降低纸页出压榨部和干燥部的水分,有助于施胶反应的完成,加快AKD熟化。
纸页下机时.纸张中的大部分AKD与纤维素之间仍旧以静电吸附形式存在,还需要再放置一段时间,或者通过复卷加热进一步促进其共价键的形成,以达到最佳施胶度。
如果纸页下机水分含量比较低,AKD的静电吸附将会继续被破坏,随后与纤维素发生反应而得到熟化;对于水分较高的纸,因为纸页下机时其中的AKD大部分仍以静电吸附和游离状态存在,通过放置或加热仅有一部分AKD与纤维素发生反应,另外一部分会缓慢水解;如果纸页水分过高,特别是多层纸板,则继续参加反应的AKD更少,大部分AKD将会逐渐水解而失去施胶作用,纸页的吸水性随着放置时间的延长而逐渐升高。
(4)填料中游离碱的存在
填料对AKD施胶有不利的影响。
一般认为有两种原因,一是由于填料的比表面积比纤维高,胶料倾向于吸附填料表面,吸附在填料上的AKD不会对施胶有积极作用。
添加胶的量必须增加到能弥补这种损失程度。
二是填料影响施胶效率是通过影响胶料的留着率,一些原来被填料吸附的胶料能重新分布在纤维表面,如果填料未留着,则这些吸附的胶料也随之流失,因此,填料的留着对有效施胶也很重要。
另外,如果纸页水分过高、贮存温度过高。
填料悬浮液中的游离石灰含量过高也很容易造成施胶剂水解速度加快,严重时放置一段时间后纸页施胶度完全失去,造成假施胶。
悬浮液中的石灰含量除与其制备过程有关外,通常,悬浮液放置时间越长,其中含有的游离氢氧化钙就会越多,因此悬浮液长久放置对施胶有不良影响。
3 结语
采用AKD施胶施胶剂,抄造出来的纸或纸板下机后经一段时间的熟化才能达到最好的施胶效果,但是如果熟化的条件发生变化,造成熟化期内AKD大量水解或与AKD反应速度极其缓慢,就会出现假施胶,生产上出现假施胶的主要原因与系统pH值、填料游离碱、干燥温度、下机水分和温度等因素有关,在生产上出现假施胶以后,应及时查找原因,以便采取措施进行处理。