表面活性剂在造纸工业中的应用

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1、表面活性剂在造纸工业中的应用·类  别：制浆造纸工业·作  者：姚献平·关键词：表面活性剂,造纸化学品,造纸·【内容】·　　　　表面活性剂是造纸化学品的重要组成部分,广泛应用于造纸制浆、湿部、表面施胶、涂布以及废水处理等过程。　　近几年来,由于世界木材紧缺,废纸再生率大大提高,严格的环保立法这三方面的因素,加上各种高新技术的发展,如造纸设备的大型化、高速化,纸与纸板多样化、高档化的影响和需求,各种新颖的造纸化学品正不断涌现,它们对提高造纸的产量、改善质量、降低污染以及提高经济效益等方面均起着举足轻重的作用。因此世界

2、各国都十分注重造纸化学品的开发和生产,其总体发展速度始终保持在3%～4%的增幅,有些特殊新品种由于技术上的突破增幅更是高达10%以上。全球销售总额已达到85亿美元。美国销售额增长率达到4.8%,日本销售额的年增长率高达11.32%,西欧3.13%,其中增长较快的品种是助留助滤剂、施胶剂、增强剂、防腐杀菌剂、树脂障碍/沉积物控制剂、脱墨剂等造纸用精细化学品,而这些造纸精细化学品几乎都离不开表面活性剂。　　中国造纸化学品的开发应用起步较晚,70年代还几乎空白。随着物质生活水平不断提高,人们对纸张质量要求越来越高,对纸张

3、的需求量越来越大。近年来我国造纸工业持续高速发展,1998年我国纸和纸板产量为2800万ｔ,居世界第三位,而消费总量为3340万ｔ,预计我国造纸工业还将继续快速发展,造纸化学品的开发和应用已引起了国家有关部门及大专院校、科研院所的高度重视,目前国内已开发了上百个品种系列。1990年原化工部正式批准成立原　　化工部造纸化学品技术开发中心,1995年国家民政部正式批准成立中国造纸化学品工业协会,还编辑出版了中国造纸化学品工业协会会刊《造纸化学品》。根据中国造纸化学品工业协会初步调查分析,“九五”末我国造纸化学品实际销量

4、约25万ｔ,到“十五”末有可能达到60万ｔ。因此中国造纸化学品行业是一个很有发展前景的朝阳行业。1造纸工业用表面活性剂1.1　在制浆中的应用　　造纸用纤维原料主要来自于木浆、非木材纤维浆以及再生纤维浆,木浆和非木材纤维浆又可分为机磨浆和化浆,表面活性剂在化浆中主要用作蒸煮助剂,在再生纤维浆中主要用作废纸脱墨剂。1.1.1　蒸煮助剂　　表面活性剂用作蒸煮助剂,可以促进蒸煮液对纤维原料的渗透,增进蒸煮液对木材或非木材中木质素和树脂的脱除,并起分散树脂的作用,用作树脂脱除剂的阴离子表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠、四聚丙烯苯

5、磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、二甲苯磺酸、缩合萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠等;非离子表面活性剂有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚醚等。用非离子表面活性剂脱除树脂时,以壬基酚聚氧乙烯醚最为有效,阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配共用效果更好,既可促进木质素和树脂的脱除,又能提高纸浆得率,例如:添加质量比为1∶(1～2)的二甲苯磺酸和缩合萘磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚的复合物,即可收到良好的树脂脱除效果。1.1.2　废纸脱墨剂　　由于世界范围内造纸原生纤维原料的日趋紧张及环保意识的日益增强,废纸再

6、生作为造纸原料已成为造纸纤维原料的重要来源,许多经济发达国家都已立法支持废纸回用技术的开发研究工作,并规定了某些纸种中二次纤维的法定含量。近年来,废纸回收率和废纸在造纸原料中的占有率迅速提高。　　　我国木材纤维紧缺,近年来废纸进口量急增,1985年为3万ｔ,1990年为42万ｔ,1995年增加到90多万ｔ,目前已达到250多万ｔ。以废纸脱墨剂添加量0.3%计,仅处理进口废纸,年需废纸脱墨剂7500ｔ以上。废纸脱墨的原理是:借助表面活性剂使纤维与油墨湿润、渗透、膨胀、乳化分散、发泡、絮凝和捕集、洗涤。工艺方法主要有:

7、①洗涤法:突出分散功能,使油墨易于分散形成胶体而脱除。②浮选法:适度起泡,再进行油墨捕集等。③洗涤法和浮选法两者结合。废纸脱墨化学品主要有碱、水玻璃、螯合剂、双氧水、表面活性剂、钙盐等,其中表面活性剂为重要角色。作为废纸脱墨剂的主要表面活性剂有:阴离子型:脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸盐、磷酸酯盐、磺基琥珀酸酯。阳离子型:胺盐、季铵盐。两性型:甜菜碱、咪唑啉、氨基酸盐。非离子型:烷氧基化物、多元醇酯、脂肪酸烷酯、烷醇酰胺、烷基糖苷。选用何种表面活性剂视印刷品情况及脱墨工艺而定,因此严格地说废纸脱墨剂主要是一种表面活性剂系列

8、的复合配方。1.2　在造纸湿部中的应用　　在制浆工序之后,在纸页烘干之前称为造纸湿部,在造纸湿部添加的化学品称为湿部化学品,在湿部化学品中也有许多是表面活性剂。1.2.1　施胶剂　　施胶剂是重要的湿部化学品,其作用是使纸和纸板获得抗水性能,多数用于书写、印刷、包装和建筑用纸和纸板。施胶剂主要为松香类施胶剂与合成类施胶剂两类。我国造纸施胶剂的开发应用较为落后,