造纸湿部化学品的应用研究

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年8期   作者:陈彦立王海军
[导读]
        陈彦立王海军
        濮阳龙丰纸业有限公司 河南濮阳457000
        
        摘要:造纸产业是以木材等纤维为生产原料,将纸张作为最终加工产品,具有绿色低碳循环属性的基础性产业。本文简单介绍了造纸湿部化学品,探究其在造纸行业发展过程中的应用效果,结合国外在这一领域的先进开发技术,推动我国造纸行业现代化发展。
        关键词:造纸;湿部化学品;工业应用
        
        引言:造纸工业发展进程中,纸厂最初对于化学品的应用缺乏全面认识,应用工艺较为简单,无法发挥化学品的实际效用。随着现代科学技术的发展,人们逐渐认识到湿部化学品在造纸行业中的应用效果,随着各种湿部化学品的涌现,新的造纸技术逐渐革新,合理应用湿部化学品,有效增强造纸产品质量,提高经济社会效益。
1造纸湿部化学品介绍
        造纸湿部是指原材料从纸浆流送到湿纸形成的过程,主要包括造纸上浆系统即网部压榨系统,是一个将造纸纤维进行二次组装的过程。造纸湿部化学品是指在制浆、抄纸和纸加工过程中,用以处理纤维原料、纸浆和原纸的化学品。其在湿部系统中添加化学品或化学助剂,根据化学品的组成可以将其分为天然高分子聚合物/生物质基助剂、无机高分子聚合物以及合成聚合物/化石基助剂,不同类别的造纸湿部化学品分类,如图1所示[1]。造纸厂要想使湿部使用效果达到最佳,关键是要对应用化学品的技术加以掌握,这也是本文选择对造纸湿部所用化学品进行研究的原因所在。

2不同造纸湿部化学品的应用效果研究
2.1施胶剂应用研究
        在选择造纸湿部所用化学品时,相关人员应向造纸化学品从业人员寻求帮助,这是因为不同造纸化学品,其性能特征往往存在显著差异。例如,造纸所用变性淀粉的品种多达数十个,有的淀粉可以作为助留剂或增强剂加以应用,有的淀粉更适合被用来黏合涂布,还有一部分淀粉有着与施胶剂相近的性能。
        作为造纸湿部不可缺少的化学品,施胶剂能够有效增强纸制品的表面强度,降低被液体渗透扩散的速度,具备疏水性。并且施胶剂的应用还能提高纸张的干燥性,使得纸张制作速度提升,降低生产过程中蒸汽作用带来的损耗,节约纸张生产成本的同时,保护自然资源。就我国造纸工艺而言,传统造纸施胶剂的相关研究不足,多采用皂化松香及马来酸酐融合制成,其副作用较大,且存在特殊异味。现代造纸工业发展中,多采用乳液松香胶作为施胶剂进行造纸作业,它最早是由上世纪70年代美国的大力英雄公司开发出来,主要成分为烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基琥珀酸酐(ASA)等。目前,国内造纸厂使用最为频繁的施胶剂为AKD,对此类施胶剂进行添加的顺序,通常为①增白剂②填料③变性淀粉④AKD⑤PAM。实验证明,对此类施胶剂加以应用,通常只需使用少量施胶剂,便可取得与中性施胶相近的效果,随着社会的发挥,新技术源源不断的涌现,相较于下文所介绍的中性抄纸,该项技术更适合被用来对常规纸张进行生产,这点应当引起重视。
2.2中性抄纸应用研究
近几年,对文化用纸进行生产的造纸厂,纷纷选择引进中性抄纸技术,作为行业先进造纸技术,中性抄纸的特点主要有成本低廉,能耗及污水排放少,只需使用少量增白剂便可使纸张性能得到改善。在西方发达国家,约有50%的纸张均为中性抄纸,自1985年我国引入相关技术至今,包括生产文化用纸、铜版原纸在内的诸多造纸厂,均已成功掌握利用中性抄纸进行生产的方法。
中性抄纸的重点是将造纸环境打造成碱性或是中性的环境,造纸湿部所用化学品不仅有上文介绍到的施胶剂,还有增效剂,助留剂,增白剂和碳酸钙,下文将对此做详细说明:第一种为施胶剂,常用的施胶剂类型有ASA、AKD还有阳离子施胶剂。除特殊情况外,生产文化用纸所用施胶剂均为AKD,此类中性施胶剂具有和松香施胶剂相近的性能,可使纸张抗水性得到显著提高。第二种为增效剂,例如,PEE树脂。第三种为助留剂,文化用纸所用助留系统,通常由PAM、变性淀粉共同组成,而双元助留的优势,主要是能够使施胶剂得到留着,为其作用的充分发挥提供先决条件。第四种为增白剂,多数造纸厂所用增白剂均为VBL。第五种为碳酸钙,对以重质碳酸钙为代表的各类碳酸钙进行科学运用,既可以使生产成本得到降低,又对文化用纸所展示出平滑度还有白度有提高效果。除此之外,相关人员还可酌情添加消泡剂以及防腐剂。
事实证明,虽然中性抄纸所用化学助剂的种类较多,技术难度也略高于酸性抄纸,但在不同助剂所发挥协调效应的影响下,纸张质量的提高幅度十分明显,生产成本也随之降低,具有突出的社会效益与经济效益。
结论:造纸湿部化学品的开发与应用技术是相辅相成的,选择科学的应用技术,增强湿部化学品在造纸工业中的应用效果,有效提高造纸质量。通过对不同造纸湿部化学品在造纸工业的应用效果研究,借鉴国外造纸经验,总结适合我国国情的造纸优化方案,将成为我国未来造纸行业发展中的重要研究课题。
参考文献:
[1].索理思与巴斯夫携手拓展造纸化学品新领域——显色剂产品组合,拓展热敏纸市场[J].中华纸业,2021,42(06):67-68.
[2]娄昀璟.探索造纸化学品行业新机遇  展望生物质基全降解材料新方向'2020(第十三届)中国造纸化学新技术交流会在杭州召开[J].造纸信息,2020(11):42.
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