一、助留劑和助留/助濾劑
助留劑是一種用以提高抄紙過程中纖維細(xì)物和填料留著率的化學(xué)品,助濾劑的作用是加快紙料在紙機(jī)網(wǎng)部濾水性,兩者兼具的稱為助留/助濾劑。主要用陽離子聚丙烯酰胺、陽離子淀粉(如:廣州紙業(yè)集團(tuán)公司、南平紙業(yè)集團(tuán)公司、吉林造紙廠等)和陰離子聚丙烯酰胺或陰離子膠狀二氧化硅的復(fù)配物、聚乙烯亞胺(PEI)、聚胺、聚酰躲胺、改性淀粉、聚酰胺-環(huán)氧樹脂、聚氨基酰胺、聚乙烯胺等。作為助留劑;陽離子聚丙烯酰胺和陰離子聚丙烯酰胺都可用,由于陽離子聚丙烯酰胺PH適應(yīng)范圍較廣,除有助留作用外還有助濾作用,但由于國內(nèi)生產(chǎn)量及品種較少,還沒大量推廣應(yīng)用,而陰離子聚丙烯酰胺已經(jīng)廣泛使用。
一般來說,聚丙烯酰胺和其他化學(xué)品相比的價(jià)格較高,但用量少,效果顯著。由于我國近年來引進(jìn)了多條大型高速紙機(jī)生產(chǎn)線,要求紙頁的濾水速度加快,因而導(dǎo)致聚丙烯酰胺的用量急劇增長。據(jù)悉,國內(nèi)有大型高速紙機(jī)生產(chǎn)線的廠家基本都用聚丙烯酰胺,但由于國內(nèi)的聚丙烯酰胺產(chǎn)品目前尚難滿足其質(zhì)量要求,故有引進(jìn)裝置的造紙廠家多用進(jìn)口產(chǎn)品,而一些有國產(chǎn)紙機(jī)的廠也用國產(chǎn)聚丙烯酰胺。例如,寧波中華紙頁有限公司有兩條大型和一條小型高速紙機(jī)生產(chǎn)線,其所用的助留劑和助濾劑均進(jìn)口,用量為40噸/月,目前尚不考慮用國內(nèi)產(chǎn)品。鎮(zhèn)江金河紙業(yè)有限公司在楊克紙機(jī)上酸鋁的用量,保證成品紙的施膠度合格,其陽離子聚丙烯酰胺的添加量為200×10-6,噸紙陽離子聚丙烯酰胺費(fèi)用為15元,可節(jié)約成本161元/噸。
二、增強(qiáng)劑
增強(qiáng)劑可增強(qiáng)紙和紙板的物理強(qiáng)度。紙張?jiān)鰪?qiáng)的途徑有兩種,一種是內(nèi)用紙張?jiān)鰪?qiáng)劑,另一種是施膠壓榨的表面增強(qiáng)劑。內(nèi)用紙張?jiān)鰪?qiáng)劑又分為干、濕兩種增強(qiáng)劑。
干增強(qiáng)劑是一種用以增進(jìn)纖維間的結(jié)合,以提高紙張的物理強(qiáng)度而不影響其濕強(qiáng)度的化學(xué)品。常用的干增強(qiáng)劑主要是改性淀粉,以及陰離子聚丙烯酰胺膠體、羧甲基纖維素/聚氨酰胺樹脂、乙二醛化聚丙烯酰胺、陽離子聚胺樹脂/陽離子聚丙烯酰胺等。雖然陽離子聚丙烯酰胺和陰離子聚丙烯酰胺都可用作干增強(qiáng)劑,但相比較而言,前者更具優(yōu)勢,兩者組合使用效果更好,但我國目前主要用陰離子聚丙烯酰胺的。如:聊城造紙廠生產(chǎn)雙面膠版紙,原料為麥草漿80%、自制棉漿20%,為提高產(chǎn)品質(zhì)量從1991年就開始使用國產(chǎn)的陰離子聚丙烯酰胺作為增強(qiáng)劑,其分子量為350萬-450萬,用量為150-200ppm,預(yù)計(jì)聚丙烯酰胺將會在造紙業(yè)中有較大的增長。
濕增強(qiáng)劑是使紙具有濕強(qiáng)度,在水中變得不易膨脹的化學(xué)品。常用的濕增強(qiáng)劑主要有脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、聚胺酰胺樹脂、聚丙烯酰胺和聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹脂等。我國最早使用陽離子聚丙烯酰胺作為濕強(qiáng)劑的有:新華造紙廠、江門造紙廠、東莞九瓏造紙廠等。在增強(qiáng)劑領(lǐng)域我國的聚丙烯酰胺在技術(shù)上還沒有重大突破,因此尚無法與改性淀粉、聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹脂抗衡,其用量還不算太大。然而在日本,由于已經(jīng)突破該難關(guān),使得聚丙烯酰胺在造紙領(lǐng)域的年均增長率達(dá)到12%。
三、分散劑
對于長纖維抄造的或者在低打漿度、慢車速條件下抄造的紙,為了提高紙的勻度,必須加入一種能使纖維充分分散,減緩絮聚的添加劑,如:陰離子聚丙烯酰胺分散劑和非離子型聚氧化乙烯等。這類紙一般為衛(wèi)生紙以及打字蠟紙等特種紙,其中衛(wèi)生紙用量最大。一般用中等陰電荷、水解度20%-30%的聚丙烯酰胺。其在衛(wèi)生紙中的添加量為1公斤/噸紙,據(jù)查,早在1998年我國全國的衛(wèi)生紙產(chǎn)量為220萬噸,如廣州寶潔、廣州維達(dá)、中順紙頁集團(tuán)等大型衛(wèi)生紙公司均普遍使用陰離子聚丙烯酰胺做分散劑,在那個(gè)時(shí)候,全國的陰離子聚丙烯酰胺就已經(jīng)達(dá)到了2000多噸。陰離子聚丙烯酰胺帶有陰電荷,不宜與帶陽電荷的其他化學(xué)品公用;PEO不帶電荷,可與各種化學(xué)品共用,在許多特種紙的生產(chǎn)過程中已成為必不可少的助劑,但因PEO的價(jià)格比陰離子聚丙烯酰胺高2-4倍,而且,在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的泡沫;使得APAM成為與PEO產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的最佳助劑。
四、促進(jìn)劑
為了提高各種添加劑的保留率,增加其效果,有必要添加強(qiáng)電荷性低分子量的聚丙烯酰胺,這在使用中性施膠劑時(shí)更重要。
五、混凝劑
造紙工業(yè)廢水中含有大量的負(fù)電荷的木質(zhì)素、細(xì)小纖維、填料等,使用混凝法處理是最簡便易行、高效、經(jīng)濟(jì)的方法?;炷齽┌o機(jī)、有機(jī)、高分子三種,采用最多的是鋁鹽、鐵鹽、陽離子季銨鹽聚合物、高粘度陽離子淀粉和聚丙烯酰胺等。聚丙烯酰胺凝聚速度快、用量少、絮凝體積大、與鋁鹽和鐵鹽合用效果更好,一般需要分子量在800萬以上的。由于目前聚丙烯酰胺價(jià)格較其他化學(xué)品貴,所以,用量不如其他化學(xué)品普遍。
總之,據(jù)“中國造紙化學(xué)品大全”預(yù)測,目前聚丙烯酰胺在我國的造紙行業(yè)中大部分用作助留劑、助濾劑和助留/助濾劑。預(yù)計(jì),如果在增強(qiáng)劑方面沒有大的突破,聚丙烯酰胺在造紙業(yè)中年增長率將保持在6%。
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