造纸常用助剂

造纸常用助剂一、 废纸回收使用中所使用的表面活性剂1.1脱墨机理首先疏解分离纤维，通过物理化学方法使纤维润胀和油墨分离，然后通过化学药品的作用，使油墨皂化、乳化，分散于浆料中，最后通过洗涤或者浮选的方法除去油墨。1.1.1油墨的基本组成及化学特性油墨的主要成分是分散相的颜料和连续相的黏结料，后者主要起粘合和成膜作用颜料粒子是由成千上万个分子聚集起来的颗粒，一般由瓷土、碳黑等无机物组成，目前亦有用有机颜料的。黏结料一般是由干性植物油、各种树脂配制成的粘稠状的液态物质。油墨化学品则是为了改善油墨性能，调节油墨的印刷适应性而加入的催干剂、黏度调节剂、增色剂等，一般用量少。废纸脱墨要除去的油墨粒子是连接料黏结颜料（特别是碳黑）而形成的微小粒子。所有油墨中的树脂对废纸脱墨的影响最大，也即连接料对废纸脱墨的影响最大。连接料种类制备方法特点油性连接料将干性植物油加热到某一温度保温，使之聚合成二、三聚体。如亚麻仁油、桐油、蓖麻油等。通过空气中氧的作用发生交联，固化成膜。具有良好的附着力和一定的抗水性，膜的光泽好，固着速度慢，干燥时间长。树 脂 连 接 料松香改性酚醛树脂苯酚和甲醛缩合得到的二醇酚化合物，用松香该性，甘油酯化得到的抗水性好，熔点高，不泛黄，结膜光泽性好，能溶于植物油、矿物油及石油溶剂中，用与快固着亮光油墨。醇酸树脂先用亚麻仁油与甘油醇解，再加入邻苯二酸酐合成。良好的润湿性，附着力强，结膜光亮，而且耐磨。聚酰胺树脂由多元醇和多元胺缩聚而成。多用于柔性版油墨配制。石油沥青多种聚合物的混合物。对颜料有溶胶作用，是配制黑色轮转印报油墨的主要树脂原料。水溶性树脂高分子的乳液或水溶胶。干燥速度快，需添加醇类溶剂，光泽性稍差，无污染。其他树脂1.1.2脱墨剂分类根据脱墨的不同可分为浮选法脱墨剂和洗涤法脱墨剂。新闻纸凸版印刷的油墨配方和胶版印刷的有所不同。凸版印刷的油墨是通过矿物油分散渗透，树脂黏合剂的含量较低，相对来说容易脱墨。胶版印刷是加热是树脂漆和碳黑混合在一起，并通过粘合和成膜作用，在纤维表层形成油墨硬膜。凸版印刷可用碱和工业皂对树脂、矿物油进行皂化和乳化分散，进行脱墨。胶版印刷则应先破坏与纤维结合的油墨硬膜，再皂化和乳化分散树脂和油墨。1.2脱墨剂原料选择脱墨剂主要由表面活性剂、烧碱、硅酸钠、过氧化氢等构成。表面活性剂主要是非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。阳离子表面活性剂在水溶液中通常呈弱酸性或中性，常用着杀菌剂、柔软剂、抗静电剂、助染剂等，但洗涤性能较差，价格也很贵，故一般不使用阳离子表面活性剂脱墨。阴离子表面活性剂有很好的去除油污的性能，价格也较低廉；非离子表面活性剂在较低浓度下就有很好的乳化分散作用。因此脱墨剂一般都选用阴离子非离子表面活性剂复配物。脱墨用主要表面活性剂的性能表面活性剂洗涤力分散力起泡力捕集力脱墨方式废水处理方式洗涤浮选凝聚性生物分解性烷基苯磺酸盐良良优差良差优优硫酸烷基酯优优优差优良优优烷基磺酸盐优优优差优良优优肥皂差差差优差优优优烷基酚聚氧乙烯醚优优优良优优差差脂肪醇聚氧乙烯醚优优优良优优差优聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物良良差良优优差差脂肪酸聚氧乙烯酯良良良良良良差优二、 消泡剂2.1作用机理消泡剂进入泡沫的双分子定向膜中，破坏定向膜的力学平衡而达到消泡或抑泡的目的。、化学反应法 消泡剂与发泡剂发生反应，如发泡剂为肥皂时，可加入酸使其变为硬脂酸，也可加入钙、镁等金属离子，使其形成不溶于水的硬脂酸盐，从而导致泡沫破裂消失。、降低膜强度法 消泡剂为非极性溶剂，如煤油、柴油、汽油等。这些有机烃类可以迅速在液体表面铺展，带走部分发泡剂，使液膜变薄而强度降低引起破裂。这种消泡剂必须经乳化后才能在造纸中应用，否则煤油等会对纤维造成污染。大多数消泡剂使用小分子醇类，如乙醇、辛醇等，他们可以进入泡沫双分子定向膜中，使膜强度降低，并通过这些极性分子的扩散使部分发泡分子带入水中，导致泡沫破裂。、造成局部张力差异 能够显著降低表面张力的表面活性剂和固体疏水颗粒，如含氟表面活性剂、硅油、聚醚、高碳醇、胶体二氧化硅、二硬脂酰乙二胺（EBS）能够进入泡沫双分子膜中，导致膜中表面张力局部降低，而膜的其余部分则仍保持着较大的表面张力，这种张力差异使较强张力牵引着这个张力较若部分，从而导致泡沫的破裂。2.2消泡剂使用场合碱性制浆过程中，会产生大量的泡沫，此时添加的消泡剂主要为聚醚类、脂肪酸酯类。湿部加工过程中添加的消泡剂一般为乳液型，系表面活性剂与烃类复配，以双硬脂酸酰胺、硬脂酸聚氧乙烯酯等消泡效果为佳。有机硅消泡剂通常应用于涂布处理。2.3消泡剂的种类及主要品种2.3.1烃类消泡剂烃类一般不单独使用，而是和乳化剂及蜡类配比成W/O型乳液作为消泡剂。其扩散能力强，消泡速度快，但消泡效果较差，多用与制浆工序，与疏水颗粒如胶体二氧化硅配合消泡效果好。烃类消泡剂的主要成分是：（1）疏水颗粒 经表面处理的胶体二氧化硅和二硬脂酰乙二胺（EBS）。EBS可直接代替二氧化硅，用量为二氧化硅的一半。疏水颗粒的添加量约为1%。（2）油溶性表面活性剂 其作用是降低消泡剂悬浮液和被处理液体之间的界面张力，使消泡剂能一薄膜形式铺展于液体表面。常用各种脂肪酸衍生物作为油溶性表面活性剂。其用量约为1%2%。（3）烃溶剂 一般是石蜡烃类如煤油、汽油、柴油等，在烃类消泡剂中占40%左右，在烃类消泡剂中添加少量有机硅油有着显著增效作用。2.3.2有机硅消泡剂一般有机化合物，如烃类、醚类及磷酸酯类铺展系数大，因此破坏作用很强（消泡）而抑泡能力差。有机硅铺展系数很小，单纯的有机硅如二甲基硅氧烷无消泡作用，但将其乳化后，表面张力迅速降低，使用很少量就能达到很强的破泡和抑制泡沫的作用。2.3.3聚醚型消泡剂嵌段聚醚是常用的消泡剂，效果极其显著。常常将这些表面活性剂与硅油及矿物油配合使用，以降低成本，并达到抑泡和消泡的综合作用。消泡剂种类及性能种类名称性能烃类煤油、汽油、柴油等多用于制浆工序，常制成乳液加入，与疏水颗粒如胶体二氧化硅配合消泡效果更好。醇类丁醇、辛醇、十八醇、异丙醇等小分子醇类可直接使用，高碳醇则需乳化后使用，一般是和其他组分复合以提高消泡能力。聚醚聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧乙烷环氧丙烷可用于制浆、抄纸、涂布工序，具有乳化、分散、渗透等多种功能，适应pH值宽（410）。有机硅高分子二甲基硅油、羟基硅油可用于造纸各工段工序消泡，常以乳液形式使用，用量少而消泡能力强，并可使纸张柔软。其他磷酸三丁酯、硫酸化蓖麻油、羟乙基蓖麻油等磷酸三丁酯消泡能力很强，但价格昂贵。硫酸化蓖麻油等消泡效果一般，有时会有发泡性。三、腐浆控制剂纸浆防腐剂主要种类如下3.1表面活性剂类阳离子和两性表面活性剂在这方面作用比较显著。对于其作用机理尚未认识清楚，一般是认为表面活性剂的阳离子基吸附于微生物的细胞壁破坏细胞壁内的某种酶，与蛋白质发生某种反应并影响微生物的正常代谢过程，最终导致微生物死亡。阳离子表面活性剂特别是分子结构中带苄基的季铵盐具有较强的杀菌性，但在纯在其他蛋白质或重金属离子的场合，某些两性表面活性剂的杀菌能力超过阳离子表面活性剂，特别是在与阴离子表面活性剂复配的场合，更显示出两性表面活性剂的优越性。3.2有机杀菌剂有机汞、氯气、氯代酚等由于毒性大而易污染水源，已基本淘汰。目前主要用有机硫、有机溴和含氮硫杂环化合物，典型产品有异噻唑酮类、亚甲基双硫氰酸酯和2，2二溴氰基丙酰胺等。代表性产品是亚甲基双硫氰酸酯，简称MBT。MBT具有很强的杀菌作用，且灭菌谱较广，对细菌、真菌、藻类均具有明显杀菌作用。苯并异噻唑3酮，对人和动物的毒害都小，用量150PPM左右。可用于浆料和涂料防腐。有机溴防腐剂有2，2二溴氰基乙酰胺（DBCA）和3溴3硝基戊烷2，4二醇。过氧乙酸和羟基苯甲酸酯。四、 施胶剂4.1松香胶系列松香是一种复杂的混合物，其中酸性物占90%左右（主要成分是树脂酸的同分异构体，还有少量脂肪酸），中性物约占5%10%。树脂酸是松香的主要组成部分，有许多同分异构体，其共同的分子式为C19H29COOH，化学结构分为树脂酸型和海松酸型。松香施胶机理：游离松香酸离子吸附AL离子后，带上正电，或本身就带正电，通过静电引力吸附于带负电的纤维上并均匀分布，进入纸机干燥部后，由于其烧结温度较低，带有铝离子的游离松香酸粒子很快软化并定位形成疏水基朝外的低能表面，同时，游离松香酸与吸附在其表面的铝离子发生反应，生成松香酸铝，进而使亲水基与纤维牢固的结合。4.1.1皂化松香胶皂化松香胶是第一代松香胶。是将松香与计量的碱反应成的，根据碱的用量或松香皂化程度可分为白色松香胶和褐色松香胶。白色松香胶的皂化程度约75%，外观呈现浑浊而不透明的白色液体；褐色松香胶皂化程度接近100%，外观呈现比较透明的褐色或黄褐色膏体。两者在使用时都需稀释成白色液体后加入纸浆中。改善的皂化松香胶是采用有机碱做皂化剂，外观完全透明，易分散于水中，放置的稳定性得到了提高。4.1.2强化松香胶用马来酸（酐）或富马酸与松香反应，对松香进行改性，制成强化松香，再将其皂化制成的松香胶。使用时替代部分皂化松香胶效果比较好。4.1.3乳液松香胶乳液松香胶即所谓高分散松香胶（阴离子松香胶），又称为第三代松香胶，呈白色乳液。一般含有90%以上游离松香酸，pH在7.0以下，固含量为50%左右。胶乳颗粒细小，能在室温下贮存较长时间，施胶效果优异，白度、耐候性、耐碱性等方面均优于松香胶施胶剂，但同样需要矾土来沉淀。乳液松香胶又称为高分散胶，制备方法有三种：溶剂法、熔融法、逆转乳化法。（1）、溶剂法 用有机溶剂将松香溶解，加入少量有机碱和乳化剂，在加水制成不稳定的水包油型乳液，在通过高压均化器或胶体磨处理，使其匀质化，并减压除去全部有机溶剂，得到松香胶乳。（2）熔融法 将松香熔融，并将有表面活性剂的水溶液预热到8090，将两者混合并通过高压匀质器使之乳化，迅速冷却到40以下，制得稳定松香胶乳。（3）逆转法 将松香在高温（120200）下熔化，加入油溶性表面活性剂和水溶性表面活性剂，搅拌均匀后加入少量8090的水，形成油包水型乳液。然后在高速搅拌下，快速加入大量热水，使乳液由油包水型变成水包油型，迅速冷却到40以下，得到稳定的松香胶乳。为了提高稳定性，高分散松香胶中应加入胶体保护剂，常用的是干酪素、聚乙烯醇和羧甲基纤维素。化料过程中，对水质的要求比较高，水硬度增加，胶乳易发生破乳和沉淀。4.1.4阳离子松香胶是一种带有阳电荷的高分散松香胶，其中含有大量松香酸分子，具有中等荷密度（Zeta电位约为20mv）。与传统松香胶的主要区别在于阳离子松香胶呈阳离子性。阳离子松香胶中羧基含量有所降低，这是由于松香分子中的羧基与阳离子化试剂反应所致。阳离子松香胶的优点还有：胶乳黏度低，稳定性好；施胶时可少加硫酸铝；可加入碳酸钙等填料；可自行留在带有负电荷的纤维表面；施胶的pH值为4.06.5，可在接近中性的系统中应用等等。阳离子松香胶可分为两种：阳离子分散型和自身阳离子型。（1）、阳离子