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          造紙用干強劑的研究進(jìn)展與應用

          閱讀次數:     發(fā)布時(shí)間:2024-03-15 14:52:02
           隨著(zhù)高強類(lèi)包裝紙原料的進(jìn)一步緊缺(外廢限制),國內廢紙經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后強度下降越發(fā)明顯,當前包裝紙原料市場(chǎng)已經(jīng)由過(guò)去外廢+國廢的簡(jiǎn)單原料結構轉變?yōu)榈唾|(zhì)國廢為主,少量外廢、未漂木漿、草漿、機械漿及半化學(xué)漿等多種復合漿料相結合的現狀,而且隨著(zhù)外廢限制逐年收緊,劣質(zhì)漿料比例將繼續提升。在這種大環(huán)境下如何確保包裝紙強度不下降,便成為每一家包裝紙廠(chǎng)最關(guān)切的事項,也使得干強劑這種化學(xué)品成為近期關(guān)注的焦點(diǎn)。
          干強劑定義
          常見(jiàn)造紙用干強劑可定義為可與纖維表面形成羥基結合的水溶性高聚物,最常見(jiàn)的干強劑包括淀粉改性類(lèi)、聚丙烯酰胺類(lèi)、乙二醛聚丙烯酰胺類(lèi)、聚乙烯醇類(lèi)等,一般的加入量根據強度需求和紙種不同,通常介于10-35kg/T。
          (紙張結合強度主要由氫鍵結合、范德華力、離子鍵、共價(jià)鍵、物理交織等組成,由于氫鍵是其中數量最多,總結合強度占比最大的一類(lèi),因此干強劑的選擇上均傾向為提供更多氫鍵結合的化學(xué)品)
          為何選用干強劑
          常規改善紙張強度的方向可以歸為以下幾類(lèi):纖維種類(lèi)選型、填料總量控制、纖維打漿優(yōu)化、化學(xué)藥品使用。由于當前紙張纖維強度下降明顯(特別是包裝紙),短期內可替代漿料尚不成氣候,回用纖維比例增加導致額外的灰分進(jìn)入系統,同時(shí)廢紙纖維經(jīng)多次回用降低了打漿增強潛能,目前能夠達到較好的效果只剩下化學(xué)品的使用,其中干強劑由于使用效果良好、質(zhì)量提升穩定,被很多注重質(zhì)量的包裝紙廠(chǎng)所使用。
          常見(jiàn)干強劑種類(lèi)
          1. 淀粉類(lèi):
          淀粉類(lèi)干強劑主要分為陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性淀粉、接枝共聚類(lèi)、非離子型等,淀粉類(lèi)干強劑由于其資源豐富可再生、價(jià)格便宜、可改性、易講解等優(yōu)勢被大量使用。鑒于其中當前最常用的則為陽(yáng)離子型淀粉,由于其離子性能可直接與纖維結合,使用方便,同時(shí)陽(yáng)離子淀粉除改善紙張干強度外,還擁有提升漿內施膠劑保留率、改善網(wǎng)部脫水等效果,這里需要注意的是淀粉類(lèi)干強劑的使用對于耐折強度提升并不明顯,另外淀粉類(lèi)增強效果有限,對于需要大幅提升紙張物理強度的需求恐怕難以適用。
          2.   聚丙烯酰胺類(lèi):
          聚丙烯酰胺類(lèi)主要分為非離子型、陰離子型、陽(yáng)離子型和兩性型等,由于制造工藝簡(jiǎn)單,價(jià)格相對較低,使用條件簡(jiǎn)單,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺當前被大量使用;另外兩性聚丙烯酰胺增強效果則更好,其中陽(yáng)離子基團能夠直接與纖維反應,陰離子部分則借助白水系統中鋁鹽與纖維形成間接接枝。
          這里需要注意的是PAM作為干強劑使用通常選擇分子量較低的類(lèi)型,例如CPAM分子量在40萬(wàn)左右時(shí),適用于瓦楞紙環(huán)壓強度提升,但用量較高往往不具備經(jīng)濟性(40-60kg/t);CPAM分子量在50-70萬(wàn)左右,羧基含量10%左右時(shí),是紙張抗張、耐破、耐折等強度提升的峰值。
          干強劑常見(jiàn)添加位置
          干強劑的使用通常在高濃部位,這樣可以最大限度促進(jìn)干強劑與漿料的結合,避免白水系統中陰離子垃圾物質(zhì)及細小組分和灰分對干強劑的搶奪。
          干強劑使用的副作用
          干強劑作為有效的紙張強度提升化學(xué)品,也存在其自身的問(wèn)題,如成本大幅上升本身就是導致干強劑無(wú)法大規模推開(kāi)使用的限制因素之一,同時(shí)干強劑使用還有以下幾個(gè)缺點(diǎn):
          1. 淀粉類(lèi)干強劑存在夏季高溫易腐??;
          2. 大量使用干強劑導致紙張壓縮性下降;
          3. 大量使用干強劑導致紙張柔軟度變差;
          4. 個(gè)別種類(lèi)干強劑造成紙張撕裂度下降。
          另外還需注意的是干強劑還對系統陰離子垃圾、白水硬度、漿料保水值、細小纖維及填料含量等環(huán)境因素非常敏感,為最大化發(fā)揮其使用效果,應當提前對以上系統參數進(jìn)行參數優(yōu)化。
          來(lái)源:紙圈)


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