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聚丙烯酰胺在造纸行业的具体作用

  聚丙烯酰胺在造纸行业的作用

  聚丙烯酰胺是一种线型高分子化合物,它是丙烯酰胺均聚或与其它单体共聚而成的含量线型水溶性分子化学品的总称,也是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一。由于结构单元中含有酰胺基,易形成氢键,使其具有良好的水溶性。它易通过接枝或交联得到与链或网状结构的多种改性物。它作为一类重要的絮凝剂、增稠剂、泥浆处理剂、土壤改良剂,水土保湿剂、种子包衣剂、表面活性剂,纸张增强剂广泛用于石油开采、水处理、纺织、造纸、选矿、医药、农业等行业,有“百业助剂”之称。

  聚丙烯酰胺( PAM) 在造纸工业中有着广泛的用途,由于PAM 带的负电荷,就可以用作纸浆分散剂,PAM相对分子质量较低,能有效地改善纸张的均匀度;平均相对分子质量为50万~100万的PAM可用作增强剂;中等相对分子质量(200万~400万)的PAM通常用作纸机湿部的助留助滤剂;而相对分子质量高(>700万)的PAM则多用作造纸废水处理中的絮凝剂及长纤维浆料纸张的悬浮剂。

  在使用废纸造纸时,为了保持良好的成纸抗张强度、等性能,满足现代轮转印刷的需要,可使用阳离子聚丙烯酰胺(简称CPAM)纸张增强剂,其分子长度提供了良好吸附性能及与氯键结合的位置,使纤维间的结合增强,具有增强、助留、助滤等多种功能,尤其是使撕裂指数提高,可有效地提高纸的强调;用作分散剂,可改善纸页的匀度。

  1、助留助滤作用

  世界造纸工业正在迅猛发展,纸机车速也在不断地提高,这使得纸机湿部的助留助滤技术变得越来越重要。PAM通过架桥絮凝作用可以显著提高抄纸过程中纤细物和填料的留着率,加快纸料在纸机网部的滤水性。在微粒絮凝系统中,加入CPAM形成大的絮团,在剪切力的作用下,分散成小的絮团,然后加入阳离子微料胶体硅,能与小絮团反应合成密集的更易脱水的细小絮凝系统,以达到较高的留着率,良好的均匀及滤水性能,改善纸页的成形和产品质量。

  2、增强作用

  纸张增强的方法有两种:内用纸张增强剂和施胶压榨的表面纸张增强剂。内用纸张增强剂又有纸张干增强剂和纸张湿增强剂两大类。经过霍夫曼分子重排制成了含氨基甲酰基的水溶性阳离子聚丙烯酰胺,不但有良好的助留助滤作用,还能提高纸张撕裂指数,用作干增强剂,可以有效地提高纸张的强度。它的作用机理主要是阳离子聚丙烯酰胺的酰胺基和纤维的羟基在纤维之间形成氢键结合,增强了纤维之间的结合力,从而达到增加纸页强度的目的。阳离子乙二醛酸性聚丙烯酰胺可用作湿强剂,使纸页具有一定的湿强度,以抵抗水的破坏。

  3、分散、絮凝及其他

  用作分散剂的主要是相对分子质量低的阳离子聚丙烯酰胺,能有效改善纸页的均匀度。两性PAM在造纸工业中是一种很好的絮凝剂,其特有的能有跟多物质系统形成氢键的酰胺基能将分散在水中的微粒吸附在一起凝聚成团状絮团,以促进微粒的沉降和过滤。

  将丙烯酰胺溶液加入改性剂、次氯酸钠和碱制成的阳离子PAM主要用作纸张增强剂。用PAM型增强剂制造耐热耐水纸。例如用脂肪酸施胶剂0.5份,PAM型纸张增强剂0.2份,硫酸铝1.0份和环氧增强剂0.7份配伍后加入化学浆中造纸,使纸在200C水中浸1h后,撕裂强度仍达183g,印刷性能良好。

  将丙烯酰胺、丙烯酸及丙烯酸羟乙脂与漾离子木薯淀粉接枝的共聚物添加入加拿大标准打浆560ml的纸浆中,再加入Al2(SO4)3,抄出定量为74.2g/m2的纸,其裂断长为8950m,中间层强度为148g,撕裂因子为135。在车速800m/min,上网浓度0.6%,成纸灰分为20%时,使用PAM助留剂可以达到80%的首程留着率和50%的灰分首程留着率。在微粒絮凝系统中,首先加入CPAM形成大的絮团,在剪切力作用下,分散成小絮团,然后加入阴性微粒胶体硅,能与小絮团反应,结合成更密集的、更易脱水的细小絮凝系统,可以达到更高的留着率、良好的匀度和滤水性能。

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