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淺談造紙化學品AKD中性施膠劑
 
http://m.feizouzhai.cn  2010-07-15 景興報

AKD 是一種反應型施膠劑,對工藝條件有其特殊性,作為使用者應當了解它的機理以及哪些工藝對它的使用效果有影響。

一、AKD的施膠機理

AKD屬纖維反應型合成施膠劑,在中、堿性條件下,反應性官能團能夠和纖維素上的羥基發生反應,形成共價鍵結合而固著在纖維上,在纖維表面形成一層穩定的薄膜,使纖維由親水性變為疏水性,從而使紙頁獲得抗水性。

AKD中性施膠劑的施膠過程包括以下過程:

① 留著——紙機濕部需要加入陽離子助留劑,提高AKD 的留著。在生產中,我們可以通過提升保留率來提升AKD在系統中的性能。② 分布——在干燥過程中,加熱使AKD膠料在纖維素表面分布和擴展。③定向和固著——在紙張的干燥和存放過程中,AKD的四元環基與纖維素羥基發生酯化反應,定向和固著在纖維上,完成施膠作用。

二、影響AKD 中性施膠效果的因素

①AKD 的用量:應該是在保證施膠度的前提下越少越好。AKD 的施膠曲線表明:AKD 有一個最小用量,低于它,施膠度幾乎為零;但超過最佳用量,多余部分不但不能增加施膠度,而且會引起紙面摩擦系數過小,紙頁打滑。

②助留劑體系:合理的助留系統應維持首程留著率在75%~85%。在生產中用陽離子PAM 作為助留劑,陽離子PAM 要求有較高的分子量和較低電荷密度。

③AKD 乳液存放條件及其在漿料懸浮液中的水解:AKD 乳液可以在室溫下貯放2 個月,不允許超過30℃或受凍。實踐證明,貯存溫度超過30℃或受凍,AKD 的用量是正常用量的兩倍以上。若加水稀釋必須在48 小時內用完,否則AKD會水解,失去施膠作用。所以夏天使用AKD的單耗會上升,這是因為系統溫度高,部分AKD 產生水解,不能起到施膠的效果。

④ 硫酸鋁使用:因為硫酸鋁是價格便宜的陰離子捕捉劑(ATC),但要注意pH 值的控制。

⑤ pH值:AKD的施膠效果與pH 值的關系很大,當pH<6時,AKD幾乎不能產生施膠作用;隨著pH值增加,AKD 的施膠效率會逐漸提高,尤其是pH 在6.7~7.5之間時,紙頁的施膠度上升最快;但當pH>8時,施膠度的上升速度開始減慢?梢娤到ypH 值對施膠果有重要的影響,太低或太高施膠效果都不理想,其原因是pH值太低時,施膠劑的化學反應速度比較慢,隨著漿料pH值的增加,反應速度隨之加快,但同時AKD的水解速度也隨之加快,施膠效果會因AKD的水解而降低。

⑥ Zeta電位:系統內部電荷必須平衡,較經濟的ATC就是硫酸鋁或聚合氯化鋁。

⑦ 加入地點和添加程序:為了減輕AKD的水解程度,避免造成水解和破乳,AKD 常加在濃漿稀釋以后,并加在填料之前。因為填料對AKD 幾乎是100%吸收而纖維只能吸收大約10%AKD;硫酸鋁加在配漿池中和白水系統中;陽離子PAM 以加在靠近流漿箱為宜,以不受任何剪切力最佳。

⑧ 不利于施膠的添加劑:消泡劑、毛毯清洗劑等表面活性劑對AKD 施膠不利。

⑨ AKD 的熟化及干燥:熟化是指在一段時期內或加熱時紙頁AKD 施膠度的發展。AKD粒子像球一樣保留在紙頁上,在干燥部AKD將以單分子層狀在纖維表面擴散,然后AKD 分子重新定向使紙頁抗水,這是一個能量消耗的過程。出于質量控制目的,干燥部必須提高烘缸溫度,可通過給予紙張能量進行人工熟化而加速這一過程,或在常溫下放置一段時間完成這一過程。較高的干燥溫度能加快留著下來的AKD 與纖維的速化,提高AKD 施膠效率和熟化速率,因此盡快使烘缸溫度達到95℃以上是十分重要的。

⑩下機紙頁水分太高。

雖然AKD施膠存在很多的影響因素,但只要在生產過程中注意控制,就可以發揮AKD的性能,使AKD的優勢得以充分體現。

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