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对大多数纸种来讲,施胶操作是造纸湿部一道十分重要的工序。传统的施胶方法是利用皂化松香胶和硫酸铝在pH值为4~5的条件下进行的,即所谓的酸性施胶。酸性施胶所使用的硫酸铝可加速纤维素的分解、导致纸张质量劣化、耐久性差。据报道,书籍纸85-90%的劣化是由于纸内含酸造成的,酸性纸的耐折度每7年下降50%。但这只是酸性施胶造纸缺陷的一方面,无法使白水循环使用、不能用廉价的碳酸钙作填料代替日益短缺的木材纤维、腐蚀设备、污染环境等等都是酸性施胶无法克服的。 中性施胶和中性造纸是上世纪中期提出的,它是指在整个造纸工艺过程中将pH值调节控制在7.0或更高一些。与酸性施胶相比,中性施胶不仅能改善纸浆的抄造性能、湿部环境以及纸张质量,而且能有效地减轻环境污染、降低能耗、采用廉价的CaCO3作填料、大量使用二次纤维等。 中性施胶剂虽然经历了AKD(烷基烯酮二聚体)、ASA(烯基琥珀酸酐)、聚异氰酸酯等,但就生产成本和使用性能而言,分散松香胶都有无与伦比的优势。多年来造纸工作者不断改进松香胶、助留剂及施胶工艺以期使分散松香胶能满足在中性乃至碱性条件下施胶。 本实验研制了一种新型阴离子分散松香中性施胶剂,其制备工艺简单,配合使用PAC作松香沉淀剂,阳离子淀粉作助留剂,取得了在酸性至微碱性(pH值小于8)的范围内的理想施胶效果。本文还研究了松香胶熬制以及施胶操作过程中各因素对松香胶质量、施胶效果和施胶后纸张性能的影响。具体实验结果如下: 1.高分子乳化剂的制备工艺条件和效果:高分子乳化剂的制备用苯不饱和衍生物、丙烯酸酯、马来酸酐作单体,采用自由基引发乳液聚合方法。苯不饱和衍生物用量为25%,引发剂用量为0.8%(相对于单体总量),加水量为1.5倍单体量,在80℃聚合反应3h,得到产品质量较好,乳化力为60s。 2.低分子表面活性剂的制备和效果:因为高分子乳化剂降低表面张力能力不明显,本实验又制备了脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和壬基酚聚氧乙烯醚硫酸盐两种低分子表面活性剂,其乳化力分别为120s、140s。 3.天然松香改性:制备了115型、105型两种马来松香,其酸值和软化点均高于天然松香,其中115型马来松香的酸值和软化点最高,采用它与天然松香配合熬制分散松香胶。 4.采用高温逆转法得到两种效果较好的分散松香胶料:一是10%自制高分子乳民明理l一大学硕士研究生学位论文摘要化剂和3%壬基酚聚氧乙烯醚硫酸盐配合熬制的95“胶,另一种是3%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐和5%壬基酚聚氧乙烯醚硫酸盐配合熬制的101“胶。95“胶的游离松香酸含量与固含量均高于101“胶,机械稳定性、热稳定性及外观也都优于101“胶。 5.施胶实验:95”胶在pH值从酸性至碱性范围内施胶效果都优于101“胶,尤其重要的是,在pH值为7一8的弱碱性范围内,95“胶施胶效果仍很理想(施胶度为20一305)。 6.95“胶的最佳施条件为:胶用量1%、队C 0.8%、阳离子淀粉0.6%、CaCO315%(都是相对绝干浆的量)、pH=7、压榨压力为0.SMPa、干燥温度为85一90℃、顺向施胶。 7.试验该施胶系统中的两种最主要组分—胶料和队C用量对纸张物理性能的影响:纸张的各项物理性能都随松香胶用量的增加而下降,而PAC则使纸张的各项物理性能有所改善。