第三章非纤维添加物质的应用(北京林业大学造纸原理及工程).ppt

第三章 添料 §2-1 施胶 §2-1-1概述 一、? 施胶目的和方法： 1．施胶：是指使纸和纸板取得抗水性能的加工程序； 2．目的：使纸张具有抗拒流体的渗透能力。 3．施胶度：纸张经施胶后其抗水性能的大小用施胶度表示。 4．施胶方法： 纸内施胶或内部施胶 纸面施胶或表面施胶 1）纸内施胶：在纸浆中加入施胶剂，再抄成具有增液性能的纸和纸板——施胶的主要方法。 2）纸面施胶：在纸的表面浸入施胶剂，以取得增液性能。 3）双重施胶：纸料内和纸面上均进行施胶。 二、施胶和施胶剂的发展 1、胶料： 1）用于纸内施胶：松香胶、强化松香胶、合成胶、分散松香胶。 2）用于纸面施胶：氧化淀粉、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、动物胶、合成树脂。 2、松香来源： 天然萃取松香和树脂松香及塔罗油松香。 3、发展： 高游离松香胶—松香皂胶—强化松香胶—分散松香胶。 发展趋势：提高施胶的效果，降低成本，由酸性施胶转向中性，甚至向碱性施胶发展。 §2-1-2 纸内施胶 一．松香胶体系： 1、松香：是一种大分子有机酸（C19H29COOH），是由松香酸和海松酸等多种酸性物质的异构体组成的混合物，而不是单一的有机化合物。 1）化学属性：化学反应主要是受酸性基团（羟基）和共轭不饱和双键支配。 2）物理属性：相对密度1.01~1.09，软化点750C左右，熔点：90~1350C,不溶于水，溶于甲醇、乙醇、二硫化碳等有机溶剂。 2、 皂化松香胶： 1）? 皂化松香胶的熬制： （见P69） 皂化反应： 2C12H29COOH + Na2CO3—2C12H29COONa + CO2 + H2O 2C12H29COOH + NaOH——C12H29COONa + H2O C12H29COOR + NaOH —— C12H29COONa + H2O 皂化的结果使不溶于水的松脂酸变成可溶于水的松脂酸钠；皂化剂多用纯碱（Na2CO3），原因： a. 反应温度易控制； b.反应中产生的大量CO2有利松脂酸的分解。 2）? 皂化松香胶的分类和用碱量计算： （1）分类： a.中性松香胶（褐色胶）：全部松香酸都皂化为松脂酸钠，胶液呈中性或微碱性，颜色为暗褐色。 b. 白色胶：将松香部分皂化，剩余的松脂酸成微粒，均匀分散在已皂化的松值酸钠溶液中，胶液呈白色，白色胶中游离松香20~40% 。 c.? 用碱量A计算： ｛O·(100－C)% / M1 = A·P / M2｝ A = (OM2/M1P)×(100- C)% M1—测定皂化值用KOH的当量； O—松香的皂化值； P—熬胶用碱的纯度； M2—熬胶用碱的当量； C—松香胶的游离松香含量（5%）； d．熬胶用水量：取决于松香胶中游离松香的含量。游离松香含量越高，用水量则越少，以防止松香胶聚凝沉淀。 3、施胶理论： 1)? 接触角理论： 渗透速度 V = dL/dt =γ· r·cosθ /4η·L , L：渗透深度(cm)；t: 浸透时间(s); γ：液体的比表面积自由能，N/cm ； η：液体的粘度(Pa · s)； r：毛细管半径(cm)； θ：液、固两相间接触角(度)。 接触角理论认为：胶体产生抗水作用原因是：胶体改变了纸页表面的性质，加大了液固间的接触角，减少了纸页表面对水的附着力。见P72 γSV = γSL + γLV·cosθ γˊSV = A1γS1V + A2γS2V ； A1 + A2 = 1 良好的施胶效果取决于： a. 选用比表面自由能较低的施胶剂。 b. 胶料沉淀物应强力分散，并均匀分布，尽量增大胶料覆盖面积； c. 胶料沉淀物应牢固地覆着在纤维的表面，获得稳定的比表面自由能。 2）矾土的水解作用： 矾土溶液主要组成为｛Al(H2O)6｝3+ ，在不同PH值时，水解所生成的络合物组分见P74表。在PH = 4~6时，为｛Al(H2O)6｝3+，它能与羟基起络合反应，甚至可能与羟基络合，导致羟联反应。 3）松香胶沉淀物的形成和化学组成： 在松香胶中加入矾土，生成游离松香及水和松香酸铝。对于完全皂化的松香胶，则为游离松香和少量二松香酸铝。 4）松香胶沉淀物与纤维的附着理： （1）配位理论： 配位理论认