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非纤维添加物质的应用 造纸化学助剂 一、化学助剂在现代造纸工业中的作用 上个世纪末世界纸与纸板的产量已达30101万吨，纸浆产量达17553万吨。 我国造纸产量到上个世纪末已达到3000万吨。居世界第三位。但是，我国的纸和纸板的人均消费量仅为29公斤，与世界平均消费水平（52公斤）相比还有较大的差距，与发达国家（美国人均消费量为335公斤）的差距则更大。 在21世纪，资源、能源和环境仍然是世界造纸工业面临的三个主要问题，因而要使造纸工业得以持续发展，就必须解决好这些问题。从目前世界造纸工业的实际情况看，采用造纸化学助剂无疑是比较快捷和行之有效的途径之一。虽然制浆造纸化学助剂的用量只占纸张总量的1％～2％，但对造纸的质量和成本起着非常重要的作用。在现代造纸工业中，化学助剂的作用几乎可以说是无处不在。 二、造纸化学助剂的分类 造纸化学助剂 过程助剂－－用于优化造纸过程操作的化学助剂。 功能助剂－－赋予纸页特殊功能和提高纸页性能的化学助剂。 使用助剂的目的和作用 1、提高生产效率 如适应纸机车速的提高－－快速脱水，使用助滤剂等。 2、改进质量，赋予纸页特殊性能 如水泥袋纸等，加干强剂。 餐巾纸等，加柔软剂。 照相纸、广告纸等，加湿强剂。 3、减少流失、节约原材料 如在纸页中加入助留剂、絮凝剂等可以提高填料和细小纤维的留着。并可以减少白水的污染负荷。 4、消除生产障碍 如用树脂控制剂，可消除亚硫酸盐木浆和机械木浆生产中的树脂障碍。 采用防腐剂，可消除夏季在浆、白水流线上出现的腐浆现象。 5、改进生产操作 如使用毛毯清洁剂，保持毛毯的透气性和滤水性。 三、 干强剂 （一）干强剂的作用 提高纸页的强度性能。如可以用草浆、阔叶木浆、废纸浆等，代替针叶木浆生产高级纸种等。 这对我们这个非木材造纸原料较为丰富的国家来说，具有重要的经济价值和现实意义。 （二）常用的干强剂种类 三大类： 1、天然动植物胶 （明胶、桃胶、原淀粉和改性淀粉） 2、合成树脂 （聚丙烯酰胺、丙稀酰胺与丙烯酸共聚 物、聚乙烯醇、脲醛树脂、酚醛树脂等） 3、水溶性纤维素衍生物类 （甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙 基纤维素等） 淀粉直链淀粉（上图） 支链淀粉（下图） 聚丙烯酰胺 造纸过程用得最多的一种多功能添加剂。 作为干强剂用的聚丙烯酰胺，其分子量乙接近纤维素的分子量（10－100万）为宜。电荷特性也以接近纤维的表面电荷为好。 作干强剂时的常用量为0.1％－0.5％，最高量为1％。 （三）干强剂的增强机理 影响纸页强度的四个主要因素： 单根纤维的强度； 纤维间的结合强度； 纤维间的结合面积； 纤维的分布状况，即纸页成形匀度。 干强剂的增强机理 干强剂能有效地增加纤维之间的结合强度。 如淀粉的自由葡萄糖羟基参与了纤维表面纤维素分子的氢键的形成，因此淀粉的加入增加了纤维间结合面上的氢键数量，从而增加了纤维间的内部结合强度。 一般认为，增加的纤维结合力一般不会影响单根纤维的强度。 四、湿强剂 （一）纸的湿强度 一般的纸在完全被水浸透后，几乎完全失去了强度。其中未经施胶的纸只能保留原有干纸强度的2％－7%，经高度施胶的纸也只能保留10％－12%。 纸的湿强度是指其被水完全浸湿或饱和后，仍能保持的强度。 （二）湿强剂及其作用 湿强剂是使纸页在被水浸泡饱和后，纸页仍能保持一定强度的化学助剂。 在一般情况下，加入湿强剂的纸页的湿强度可以保留干纸强度的20％－50％。 （三）常用湿强剂种类 1、酸熟化热固性湿强树脂 （脲醛树脂UF、 三聚氰胺甲醛 树脂MF、聚乙烯亚胺PEI等） 2、碱熟化热固性湿强树脂 （聚酰环氧树脂PAE） 3、其他湿增强剂 (聚胺树脂PA、合成胶乳PEL等) （四）纸页强度的丧失 湿纸幅经脱水干燥后，产生了大量的内部纤维键合。由于氢键在内部纤维键合中起着重要的作用，纸幅也因此获得最大的强度。 当纸页与水接触以及纤维－纤维间结合被水－纤维间键合取代后，纸页将失去其结合强度。 （五）湿强剂的增强机理 1、保护原有的纤维间的结合。该机理