資源描述：
《造紙濕部化學(xué)助劑課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、造紙濕部化學(xué)助劑—助留劑濕部化學(xué)助劑(1）功能性化學(xué)品,例如增干強(qiáng)劑、增濕強(qiáng)劑、施膠劑、填料和色料等;(2)過程化學(xué)品,例如助留劑、助濾劑、消泡劑和防腐劑等。它們總的目的在于提高紙機(jī)的操作性能和產(chǎn)品質(zhì)量。具體來說,包括改善紙的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、表觀性質(zhì)、屏蔽和阻抗性質(zhì)(施膠度)、耐久性質(zhì)、留著和濾水性質(zhì)等。紙頁成形過程是濕部化學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域,而助留劑又是最重要的過程助劑。HotTip助留劑的作用助留劑的作用原理其效能影響因素及改進(jìn)方法常用助留劑4123Contents助留劑作用1234function改善漿料的濾水性減少施膠劑的分解減少濕部沉積物的形成減少紙頁的兩面差1.1減少紙頁的兩面
2、差紙頁的兩面差主要來自于細(xì)小纖維和填料在紙頁Z向分布的不均勻性。當(dāng)抄造手抄紙頁或用低速實驗室紙機(jī)抄紙時，在不加助留劑的情況下，紙頁網(wǎng)面的填料含最最高(見圖1)。這是因為在這種情況下填料的留著主要依靠過濾作用，靠近網(wǎng)面纖維層的密度較高，對細(xì)小組分的過濾效果最好。對于生產(chǎn)用長網(wǎng)紙機(jī)抄造的紙頁,其填料的Z向分布與手抄紙頁相反,網(wǎng)面的填料含斌最低(見圖2)。這土要是因為在高速紙機(jī)上,由于脫水板產(chǎn)生的壓力脈沖和真空對靠近網(wǎng)面纖維層造成沖洗作用,使紙頁網(wǎng)面的填料含斌較低。夾網(wǎng)紙機(jī)所生產(chǎn)紙的填料Z向分布為:兩個網(wǎng)面填料含量低,中間層填料含嫩高(見圖3)。其作用機(jī)理與長網(wǎng)紙機(jī)相同,均由“沖洗”作用所
3、致。當(dāng)使用合適的助留hlJ時,可明顯改善填料在紙頁Z向分布的均勻性(見圖4)。這是因為添加助留劑后,使填料顆粒能夠吸附在纖維_f:,其作川機(jī)理土要是膠體作川機(jī)理,不同于過濾和“沖洗”機(jī)理。1.2改善漿料的濾水性在不使用助留劑的情況卜,漿料在網(wǎng)上脫水時細(xì)小纖維和填料容易堵塞纖維間的空隙,降低脫水速度。隨著紙的定量增加和細(xì)小組分的增多,漿料脫水速度‘卜降幅度增人。使用助留劑一方面能減少循環(huán)自水中的細(xì)小組分含量,另一方面有利T.細(xì)小組分吸附在纖維上,減少對濕紙頁空隙的阻塞,從而改善漿料的濾水性。1.3減少施膠劑的分解膠料的吸附斌與紙料中齊組分的比表而積成正比.細(xì)小纖維和填料幾有較高的比表面
4、積,因此比纖維吸附更多的膠料。當(dāng)細(xì)小組分留著不佳時,會有較多的膠料隨之進(jìn)入白水。當(dāng)白水溫度較高和循環(huán)次數(shù)增加(即在白水中停留時間較長)時,膠料會發(fā)生分解,從而降低施膠效果(見圖5和圖6)。使用助留劑可提高細(xì)小組分的留著,因而提高膠料的留著,減少施膠劑的分解,提高施膠效率.1.4減少濕部沉積物的形成一般地說,造紙濕部沉淀物累積的速度隨著循環(huán)自水中細(xì)小組分含最的增加而增快,因此提高助留效果可以避免沉淀物的快速累積。當(dāng)然,沉積物的形成還與未留著物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和粘性、細(xì)菌和真菌的生長最以及各種離子的濃度等密切相關(guān)。作用原理助留劑的助留機(jī)理土要包括靜電中和、電荷補(bǔ)丁、聚合物架橋和網(wǎng)絡(luò)捕集等。這
5、些作用井不是相互獨立的,例如,高分子量的陽離子聚合物既能中和.懸浮顆粒的表面電荷.也能在顆粒間形成橋聯(lián),而且聚合物鏈形成的網(wǎng)絡(luò)還能捕集細(xì)小組分。Actionprinciple聚合物架橋電荷補(bǔ)丁雙元助流系統(tǒng)微粒助流機(jī)理2.1聚合物架橋高分子量的陽離子聚合物能與紙料組分帶陰電荷的表面相互作用,其很高的分子址(兒百萬至上千萬)能使聚合物在相鄰顆粒間架橋,其橋聯(lián)的距離己越過相鄰顆粒的靜電作用力范圍。而且這種橋聯(lián)作用能夠經(jīng)受中度水利剪切作用力(見圖14)。利用透射電子顯微鏡可以觀察到吸附在纖維表面的聚合物的鏈向外伸展,其長度與助留劑分子鏈相一致(見圖15)。2.2雙元助留系統(tǒng)雙元助留系統(tǒng)通常是
6、先向紙料中加入高陽電荷密度低分子量的聚合物(例如CPAM、PAC、硫酸鋁等),在紙料組分表面形成陽離子補(bǔ)丁,然后向紙料中加入高分子星的陰離子聚合物(例如APAM),其吸附于顆粒表面的陽離子補(bǔ)丁上,它的鏈與另一顆粒表面的陽離子補(bǔ)丁相連,從而形成橋聯(lián)(見圖16)。這種橋聯(lián)是很強(qiáng)的,有時會導(dǎo)致不均勻的紙頁成形,當(dāng)用硫酸鋁形成陽離子補(bǔ)丁時,抄紙系統(tǒng)的PH值應(yīng)低于6,或者在加入高分子最陰離子聚合物之前硫酸鋁與紙料的接觸時間必須很短,僅幾秒鐘,這種情況下,抄紙系統(tǒng)的PH值可高于6,甚至在堿性。雙元助留系統(tǒng)陽離子聚合物的加入點通常不十分嚴(yán)格(一般在紙機(jī)篩前),但陰離子聚合物經(jīng)常在紙機(jī)篩之后加入。2
7、.3電荷補(bǔ)丁當(dāng)中等分子星高電荷密度的陽離子聚合物(例如PEI)被加入紙料時,它吸附于.帶負(fù)電荷的紙料組分表面形成陽離子補(bǔ)丁,這種陽離子補(bǔ)丁又吸附到相鄰顆粒上帶負(fù)電荷的表面,因而產(chǎn)生絮凝(見圖7)。上述作用稱為電荷補(bǔ)丁機(jī)理。利用電子力顯微鏡(AFM）可以觀察到吸附在帶相反電荷顆粒表面的陽離子補(bǔ)丁的分子形狀(見圖18)。2.4微粒助留機(jī)理微粒助留機(jī)理包括聚合物橋聯(lián)和電荷中和。高分子量陽離子聚合物(例如CPAM或陽離子淀粉)在紙機(jī)壓力篩之前被加入,陰離子微粒(例
