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造纸化学品的现状与发展(二)
四、施胶剂
为了提高纸和纸板的表面强度防止水质液体的扩散和渗透,需要对纸和纸板进行 施胶处理。国外应用的施胶剂品种很多,浆内施胶剂主要有松香、未改性和改性淀粉 PVA、烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基琥珀酸酐(ASA);表面施胶剂有改性和未改性 淀粉、石蜡乳液、羧甲基纤维素及苯乙烯-马来酸酐共聚物等。
在松香施胶剂方面,国外发达国家和造纸厂已淘汰了传统的皂化松香胶,用马来 酸酐或富马酸酐改性的强化松香仍有不少厂家采用。近来发展最快的是乳液松香施胶 剂,这一类施胶剂,70年代中期由美国HERCULES公司首先开发并大规模生产,广泛用 于造纸工业。乳液型松香施胶剂中游离松香的含量达到100%(传统的皂化松香胶游离 松香含量在40%以下,一般为20%-30%),在施胶过程中用量降低,其明矾的使用量也 下降50%左右,因而降低了纸的抄造成本,受到造纸企业的欢迎。近几年来,中性 (碱性)施胶的兴起,使松香施胶面临新的情况,但由于松香施胶的可靠性及价格便 宜,松香胶还具有处理木浆、对低档造纸不需要漂白和蒸煮等优点,故采用松香施胶 的国家依然很多,比如日本的施胶剂就是以松香系施胶剂为主,约占84%。松香施胶 的技术趋势是将PH值在5左右的酸性施胶体系改为PH值在6-7的近中性施胶体系。目 前国外应用的阳离子松香乳液,于1984年首先由美国HERCULS公司推出,阳离子乳液 松香胶的优点是可在接近中性的PH值情况下施胶,能容忍一定量的碳酸钙填料,降低 纤维原料成本,并可减少设备腐蚀和排放废水污染等。
酸性造纸转化为碱性(中性)造纸,是世界造纸史上一大变革。目前西欧与北美 的造纸工业已转向碱性施胶,西欧目前60%为碱性施胶,美国的碱性造纸在50%以上。 碱性施胶剂主要的产品有AKD和ASA。由于AKD、ASA具有易分解及乳液稳定性较差等缺 陷,而且贮存较为困难,因而国外在改进AKD、ASA中性施胶剂的同时,目前开发出AKD 改性纤维,只需直接将其添加到纸浆中,施胶效果较佳,而且根本上解决了AKD的不稳 定性问题。
我国常用的浆内施胶剂有松香施胶剂、石蜡香胶、硬脂酸石蜡胶、改性淀粉、干 酪素和合成树脂等。其中以松香胶和石蜡松香胶应用量广。目前国内大多数纸厂仍使 用普通的皂化松香胶(游离松香含量在40%以下),亦有小部分造纸厂使用强化松香胶 阴离子乳液松香胶已进入生产推广应用阶段,中性施胶剂AKD亦进入试生产阶段。目 前正常生产的有阳离子树脂施胶剂,如湖南湘潭精细化工厂生产的CS中性施胶剂,杭 州市化工研究所生产的SR中性施胶剂。作为中性施胶剂最为主要的AKD已进入生产推 广应用阶段。AKD由于其价格较贵,因此主要用于一些高档纸中,预计用量的比例大 大低于松香系施胶型。
五、纸张增强剂
纸张增强剂是用于提高纸张内部和表面强度的化学品,它分干增强剂和湿增强剂 两大类。
①干增强剂是用于提供纸张的抗张强度,耐破应力和耐折度及挺度,其主要作用 是增强纤维面的内结合力。国外用于纸张内部干增强的化学品主要有聚丙烯酰胺、阳 离子淀粉等,用于提供纸张表面强度的化学品主要有聚乙烯醇、羧甲基纤维素及淀粉 等。干增强剂以改性淀粉和PAM为主。西欧主要是阳离子淀粉和双变性淀粉,植物胶 类的用量明显减少。日本的干增强剂以PAM为主,已出现了PAM逐渐取代各种类型淀粉 的趋势。美国是以阳离子淀粉为主,其次是PAM,由国家淀粉公司(NATIONALSTARCH) 占领市场。
我国目前使用的干增强剂主要是改性淀粉和PAM,有杭州市化工研究所生产的HC -1、HC-2阴、阳离子改性淀粉复配共用型干增强剂,CCS-02阳离子淀粉,北京市 工业助剂科技开发中心的BD-01阴离子淀粉,郑州石油化工材料厂的CT-700季铵型 阳离子淀粉,广州精细化工公司研制的SAM聚丙烯酰胺-淀粉接枝共聚物、四川省精 工研究所研制的黄原酯淀粉SX、杭州市化工研究所的HC-3两性淀粉、HC-4多元变性 淀粉、宁波化工研究院的NBZ-2型阳离子PAM等。我国目前纸张干增强剂已生产了不 少品种,但推广仍未普及,有待提高,今后应针对我国的造纸纤维原料以草浆为主的 特点,生产开发高性能的增强剂,如杭州化工研究所研制的草木浆增强剂HC-3等。
②湿增强剂
在通常情况下,在不添加助剂时,纸张被润湿其强度仅为干澡强度的5%-10%, 湿增强剂的加入可大大改善纸张润湿情况下的强度。纸张湿增强剂分永久型和暂时型 两类。永久型多用于瓦楞纸箱板中,用于包装新鲜蔬菜以及冷冻产品的包装材料常用 的树脂有脲醛树脂(UF)、改性三聚氰胺甲醛树脂(MF)、聚酰胺-环氧氯丙烷树脂 (PPE)以及丙烯酰胺类聚合物等。暂时型多为那些短时、用后即废弃的纸制品种, 如婴儿纸尿布、手帕纸等,常用的树脂有PPE,乙二醛改性丙烯酰胺-二烷基二甲基 氯化铵反应产物等。
在美国湿强剂的年增长率为4.5%,美国用量最大的湿强剂有UF、PPE,其次是MF 和丙烯酰胺类聚合物,由于美国造纸工业正在逐步转变为中性、碱性抄纸工艺,加之 严格的环境保护,游离醛含量高且需要在酸性条件下固化的UF、MF树脂逐步减少,而 PPE、聚酰胺多胺类树脂(PAA)的用量有明显的增长,西欧的湿增强剂以UF、MF和PPE 为主,由于环保和卫生部门对湿增强剂中游离醛含量要求越来越严格,许多部门正致 力于开发应用乙二醛或无醛产品。
我国最早用作湿增强剂的产品有脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂,而后又开发了 改性脲醛树脂和改性三聚氰胺-甲醛树脂,80年代国内相继开发成功PPE及聚胺类湿 增强剂,PPE湿增强剂为水溶性阳离子热固性聚胺多胺表氯醇树脂,其增强效果好, 可配合中性施胶,无游离甲醛,在国内已大为推广。
国内湿增强剂的主要研制生产厂家 -------------------------------------------------------------------------- 类别主要生产单位 -------------------------------------------------------------------------- 三聚氰胺-甲醛树脂系列 杭州合成树脂厂 成都望江化工厂 苏州助剂厂 聚酰胺-聚胺-环氧丙烷树脂 抚顺化工研究所 南京林业大学造纸教研室 河北石家庄湿增强剂厂 杭州化工研究所 山东化工厂 脲醛树脂 杭州树脂厂 苏州助剂厂 聚胺及其它 天津市延安化工厂 哈尔滨化工四厂 --------------------------------------------------------------------------![]()