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古老的生產(chǎn)濕強紙的方法是對紙采用高溫加熱或在稀硫酸溶液中羊皮化。后來在二十世紀三十年代,人們發(fā)現(xiàn)一些水溶性合成樹脂加到造紙漿料中并在紙機上固化后能賦予紙張濕強度。此后,濕強劑的發(fā)展飛快,美國造紙工業(yè)中每年大約要用濕強劑約達1億美元。
現(xiàn)在應用于漿料中的濕強劑按作用機理分主要有四類:
(1) 自交聯(lián)聚合物,主要為甲醛樹脂,包括脲醛樹脂、甲醛樹脂、酚醛樹酯
(2) 纖維靜電結合,主要為聚乙烯ya胺樹脂、聚酰胺、聚胺、聚胺基酰胺。
(3) 與纖維形成共價鍵,主要為環(huán)氧lv丙烷、雙醛淀粉等。
(4) 聯(lián)聚合物,主要有聚酰胺 乙二醇,干酪素 甲醛等。
聚乙烯ya胺(PEI)
PEI是目前應用多、效果得到公認的陽離子型濕強劑,其分子鏈中含有多個陽離子基,可與纖維素上的羥基產(chǎn)生強的靜電吸附,形成次價力交聯(lián)網(wǎng)絡。
PEI是乙烯ya胺在酸性催化劑(如二氧化碳、草酸)存在下聚合而成的水溶性大分子。在水溶液中呈陽離子型,易被陰離子型的纖維素吸附,故可單獨使用,無須加入硫酸鋁。添加時pH值為6~9時,效果比較好。通常用量為1~2%,將其直接加入成漿槽或配料槽中。
與UF、MF不同,PEI使紙頁在干燥階段就達到較佳濕強度,即紙一下紙機就具有較大的濕強度,因而不必儲存。除效果顯著之外,PEI可使微纖凝聚,提高濾水性能,使紙機車速提高5~20%,微纖的使用率提高40~80%。但其單體乙烯YA胺非?;顫娗叶拘暂^大。干燥紙漿中用量不能超過0.5%。
濕強劑的影響因素
影響濕強劑增強的因素有很多,樹脂種類、漿料種類、添加條件及位置、漿中干擾物質(zhì)等均會影響其效果。濕強樹脂僅有高留著是不夠的,留著的樹脂還必須固化。
通過在濕部適當位置加入干強劑和濕強劑,可提高紙頁的干濕強度,滿足不同性能紙種的加工和使用要求,還可加速紙料濾水,使其易于干燥,提高細小纖維和填料的留著率,促進施膠。隨著紙機的高速化、紙張的高定量化、紙機用水的封閉化和產(chǎn)品的多樣化,增強劑越來越顯示了其重要性。今后對增強劑的研究開發(fā)要結合經(jīng)濟、效果評價等因素綜合考慮。