造紙用化學品指在製漿、抄紙和紙加工過程中，用以處理纖維原料、紙漿和原紙的化學品。
基本介紹
- 中文名：造紙用化學品
- 含義：用以處理紙漿和原紙等的化學品
- 加工過程：製漿、抄紙和紙
- 分類：常用化學品，精細化學品等
分類,聚丙烯醯胺,行業套用,優點,
分類
根據習慣命名和造紙工業中使用的普遍性,粗略分為兩大類:①常用化學品，是大多數紙張生產中不可少的化學品。例如硫酸鹽製漿用的氫氧化鈉（燒鹼）、硫化鈉；紙漿漂白用的液氯（見氯氣）、次氯酸鈣；紙張施膠用的松香、硫酸鋁（明礬）等。②精細化學品（見精細化工），是滿足某種需要而添加的特殊化學品。例如用漂液漂白紙漿時，加入氨基磺酸，可減少纖維素降解，保持纖維素強度等。這種分類也帶有任意性，因為一種精細化學品經長期使用，可成為常用化學品。反之，常用化學品經改性後，可成為有特殊性能的精細化學品。
根據造紙用化學品的性能和用途，大致分為以下十幾類：
蒸煮劑 在蒸煮工序中，為將木素從植物纖維中脫除所加的化學品。製漿方法不同，使用的化學品也不同。如鹼法（包括硫酸鹽法、苛性鈉法、石灰法）以氫氧化鈉、硫化鈉、石灰等為蒸煮劑；酸性亞硫酸鹽法以亞硫酸氫鈣（或鎂）為蒸煮劑；中性亞硫酸鹽法以亞硫酸鈉和碳酸鈉為蒸煮劑；氧鹼法以氧和氫氧化鈉等為蒸煮劑。以氫氧化鈉和硫化鈉為蒸煮劑的硫酸鹽法具有得率高、紙張強度好等優點，在製漿工藝上占主導地位；近年來發展的蒽醌-燒鹼法可加速脫除木素，縮短蒸煮時間,提高紙漿得率，為很多製漿廠所採用。
漂白劑 用以除去紙漿中殘留木素和有色物質的化學品。分化學漿漂白和機木漿漂白兩類。化學漿漂白常用氧化性漂白劑，例如液氯、次氯酸鈉（或鈣）、過氧化氫等，進行一段漂白，也可用液氯－氫氧化鈉－次氯酸鹽－二氧化氯（或亞氯酸鈉）等多段漂白。用次氯酸鹽一段漂白時，加入氨基磺酸，可減少纖維素降解。機木漿漂白多用還原性漂白劑，例如用連二亞硫酸鋅（或鈉），也可用過氧化氫、過氧化鈉等氧化性漂白劑，尚需加入矽酸鈉作緩衝劑，硫酸鎂作穩定劑，以調節酸值和防止微量重金屬離子對過氧化物的催化分解作用。
施膠劑 用以延遲紙和紙板被水或水溶液滲透的化學品。分為漿內施膠劑和表面施膠劑兩類。漿內施膠劑是在紙頁形成前對纖維施膠用的膠料，主要是松香皂，還有蠟乳液和硬脂酸皂等。這類膠料必須在有酸性明礬（硫酸鋁）存在下，生成絮凝物沉積於纖維間，才能使乾燥後的紙頁有抗水性，也稱為“酸性施膠劑”。用酸性施膠劑施膠的缺點是紙老化性能差。20世紀70年代發展的烷基烯酮二聚體和烯基琥珀酸酐等合成膠，使用時不需加入明礬，可在中性或微鹼性條件下與纖維素羥基反應，而使紙有抗水性，稱為中性施膠劑。用中性施膠劑施膠的紙耐久性好，可用鹼性碳酸鈣為填料，以提高不透明度、白度、手感和印刷性能等優點；因而受到廣泛重視。用於處理紙面的膠料稱為表面施膠劑，通常在造紙機的施膠壓榨或壓光輥中進行。常用的表面施膠劑為變性澱粉、聚乙烯醇、動物膠、藻酸鈉等，可提高紙面強度、挺度和印刷性能等。某些特殊表面施膠劑，例如苯乙烯－順丁烯二酸酐共聚物、硬脂酸氯化鉻，可明顯增加紙的抗水性，甲基化三聚氰胺樹脂可改善紙的形態穩定性，使在較大濕度變化下變形小。
增強劑 用以提高紙和紙板物理強度的化學品。分為增乾強劑和增濕強劑兩類：
早期的增乾強劑為澱粉、植物膠等天然產品，後發展為澱粉衍生物和羧甲基纖維素等半合成產品，但都存在用量大、效果不理想等缺點。20世紀50年代後期，將合成高聚物加入紙漿中，才有了較大進步。目前，主要的增乾強劑是低至中等分子量的離子型丙烯醯胺共聚物，此外尚有聚氨酯、聚醯胺等樹脂。運用少量增乾強劑就可明顯提高紙的耐破、耐折、抗張等物理強度；在保持紙張原有強度的條件下可用部分廢紙、機木漿等廉價原料代替優質的針葉木漿；或增加填料用量，節約纖維原料等。
增濕強劑能使紙在被水完全浸濕後，仍能保持部分強度（稱為濕強度），中國廣泛套用的是三聚氰胺甲醛樹脂和脲甲醛樹脂。
助留劑 僅用以提高造紙過程中細小纖維和填料保留率的化學品,稱為助留劑，若兼具加快紙料濾水性,則稱為助留－助濾劑。早期使用聚氯化鋁、鋁酸鈉等無機產品，後來發展為使用陽離子澱粉、纖維素衍生物等半合成產品，效果均不很明顯。雖有一定助留效果，但用量較大。近年來，使用的大多為陽電荷的高分子聚合物，如聚丙烯醯胺、聚乙烯亞胺、聚醯胺、聚氨酯等。它們的長分子鏈可在纖維、細小纖維、填料等空隙間架橋，並與纖維表面陰電荷逐步中和以形成絮凝，從而提高保留率並增大濾水性。陰電荷的聚丙烯醯胺在鋁離子存在下，發生複合凝聚作用，也可提高保留率。使用助留劑還可減少造紙機的結垢，提高運行性，降低排放廢水中細小纖維、填料的含量，從而有利於環境保護。
消泡劑 又稱防沫劑，用以抑制和消滅造紙過程中由各種因素形成泡沫的化學品。常根據各工序的具體情況和要求選擇。如廢水處理要求成本低，並不致引起二次污染，可在表面活性劑中摻有一定抑泡能力的膨潤土為填料；用於鹼法紙漿洗滌、漂白和黑液濃縮的消泡劑，要求耐鹼、耐高溫，大多由烯烴類溶劑和親油性表面活性劑組成;用於造紙機的消泡劑,要求在紙面不會形成油污點和影響抗水性，可選用矽油或硬脂肪醯胺、鈣(鋁)皂等組成的乳液型消泡劑。塗布消泡劑應兼具消泡和抑泡兩種功能，不影響塗層光亮度和印刷性能，其組分多選用飽和醇（如辛醇）、脂肪醇酯（如磷酸三丁酯）或聚氧乙烯脂肪醇醚等多種表面活性劑組成。
防腐劑 在造紙過程中，用以抑制和消滅因微生物滋生繁殖引起腐漿障礙的化學品。早期用氯氣、氯胺、硫酸銅等作為防腐劑，效果不明顯。後來採用汞、錫等重金屬鹽和氯酚化合物，有滅菌效果，但因其毒性和造成環境污染而被禁止使用。近年來已研製成一系列高效、低毒、滅菌譜廣、生物降解性好的有機防腐劑，大多含有溴基、氰基、巰基、以及苯並咪唑、苯並噻唑等基團。
廢紙脫墨劑 能脫除書刊報紙印刷油墨，或能使粘附的樹脂、塑膠、膠粘物與纖維分離的化學品。早期用氫氧化鈉、矽酸鈉等鹼性物質加熱蒸煮，也有的加入烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽等洗滌劑，製得的紙漿色澤暗、白度低、僅適於生產一般生活用紙。目前，廢紙脫墨劑以高乳化性的聚氧乙烯壬基苯酚醚、聚氧乙烯烷代酚醚等非離子表面活性劑為主體，並根據紙漿質量要求、油墨類型而配加有其他助劑組成的脫墨劑。漂白後廢紙漿可代替部分闊葉木漿生產中級紙和高級紙。由烯烴類溶劑、滲透劑和乳化劑等組成新型脫墨劑，還可使橡膠、塑膠、樹脂等膠粘物易於與纖維分離。
樹脂控制劑 在造紙過程中能防止木漿游離樹脂析出或廢紙殘留油墨凝集而造成生產障礙的化學品。早期在紙漿內加入澱粉或明膠作保護膠體避免樹脂凝聚，也用氫氧化鈉或明礬調節酸值以避免樹脂析出，效果不明顯，後來用氨羧螯合物等軟水劑使與水中鈣、鎂、鐵等金屬離子螯合，消除其有害影響。近年來又發展樹脂控制劑，由聚丙烯酸鈉、亞甲基雙萘磺酸鈉等有機分散劑和聚氧乙烯烷代酚醚等非離子表面活性劑組成，可使樹脂顆粒分散，粘附性降低，從而避免因凝集成團造成的障礙。
絮凝劑 能使水或水溶液中懸浮的細小顆粒形成絮狀沉積的化學品。常用的有明礬、聚氯化鋁、三氯化鐵等無機鹽類。用於水處理時，用量大、排放泥渣量多。近年發展的聚丙烯醯胺型高分子絮凝劑，用量很少、效果也明顯。在造紙工業中絮凝劑廣泛用於廢水淨化。在鹼回收中使碳酸鈉、硫酸鈉溶液澄清加快，碳酸鈉用石灰乳苛化時，加速碳酸鈣沉澱，加入污泥脫水機中可提高污泥乾度，以便處理等。
塗料粘合劑 塗布加工中,能使顏料相互粘合,並粘著於原紙的化學品。傳統使用的有酪蛋白、豆蛋白、氧化澱粉、聚乙烯醇等天然或合成化合物，但不同程度地存在耐水性差、質量多變、製成塗料粘度高和流變性不良等問題。20世紀50年代發展丁苯膠乳、丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯等作為塗料粘合劑，大多有優越粘著力和抗濕摩擦性，作為高濃塗料有良好流變性，成品有明亮光澤度等。以後又發展了羧基化丁苯乳膠，用它作塗料粘合劑可提高機械穩定性，並增加塗布紙和印刷後油墨光亮度，它已代替酪蛋白作為主要粘合劑。石油危機後，又傾向於將合成膠乳與澱粉磷酸酯等澱粉衍生物混合使用，以保證塗料質量，並降低粘合劑成本。
塗布加工助劑 能提高塗料質量、賦予特殊性能，或使塗布加工操作正常進行的系列化學品。主要有:①分散劑，用以降低高濃塗料粘度使之具有良好流變性。②潤滑劑，用以增進塗料流變性，降低摩擦係數、減少塗布紙在超級壓光時的粘輥現象。③阻溶劑，用以提高澱粉、酪蛋白、聚乙烯醇等塗料粘合劑抗水性。可增加塗層抗濕摩擦和紙面的拉毛強度。④塗料流變性改良劑，用來調節塗料粘度以適應各種塗布工藝。降低塗料粘度的稱為降粘劑，如尿素、雙氰胺等；提高塗料粘度的稱為增稠劑或保水劑，如丙烯酸酯共聚物、纖維素衍生物等。降粘劑可使塗料保持適當流變性，避免塗布紙產生剝落、條痕或起拱等毛病。塗布過程中還須添加消泡劑、防腐劑、螢光增白劑等其他助劑。
常用的造紙化學品還有毛毯洗淨劑、剝離劑、防水劑、柔軟劑、阻燃劑等。
聚丙烯醯胺
造紙用聚丙烯醯胺為白色顆粒狀固體。無特殊氣味，隨著每個批次的不同，其他顏色一般可為白色或者乳白色。造紙用聚丙烯醯胺乾燥情況下，顆粒分散，且無粘性。
行業套用
在造紙領域中廣泛用作助留劑、助濾劑、均度劑等藥劑的同城為造紙用聚丙烯醯胺。造紙用聚丙烯醯胺的作用是能夠提高紙張的質量，提高漿料脫水性能，提高細小纖維及填料的留著率，減少原材料的消耗以及對環境的污染等。在造紙中使用的效果取決於其平均分子量、離子性質、離子強度及其它共聚物的活性。非離子型造紙用聚丙烯醯胺主要用於提高紙漿的濾性，增加乾紙強度，提高纖維及填料的留著率；陰離子型造紙用聚丙烯醯胺共聚物主要用作紙張的乾濕增強劑和駐留劑；陽離子型造紙用聚丙烯醯胺共聚物主要用於造紙廢水處理和助濾作用，另外對於提高填料的留著率也有較好的效果。此外，造紙用聚丙烯醯胺還套用於造紙廢水處理和纖維回收。
在造紙行業主要是採用汽巴精化作為造紙助劑方面的行業套用，造紙用聚丙烯醯胺作為陽離子助留助濾劑C8560被廣泛用於生產文化用紙，新聞紙，紙板以及特種模塑產品。建議在稀漿處加入，添加點應選擇在紙頁成型前的最後一處剪下點，用量在0.01-0.1%（相對於絕乾漿）之間。可用於單元、雙元及微粒助留系統中。 同時也可以作為高分子絮凝劑以提高紙機回收系統的效率。
優點
採用造紙用聚丙烯醯胺的優點：
1 、 提高細小纖維，CaCO3、TiO2以及高嶺土在濕端的保留
2 、 提供穩定的濕部環境，改善紙頁成型和紙張性能
3 、 在紙頁成型、壓榨過程中改善濾水，從而節約乾燥過程中的能耗
4 、 能降低白水固含量，提高原料得率和回收系統的效率
5 、 pH值適應性廣，不依賴硫酸鋁的使用
6 、 通過FDA和BGVV論證，可用於生產與食品接觸的紙和紙板
7 、 能提供穩定的陽電荷，無論是在酸性系統，還是中、鹼性系統
8 、 改善濕端膠體物質的保留，從而提高施膠劑和染料的效率
9 、 提高紙機產量，改善紙機運行性能
10、 不含表面活性成分，對環境無害
11、 有多種包裝規格可供選用
