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1、常用造纸湿强剂的作用机理及研究现状#论文与综述#常用造纸湿强剂的作用机理及研究现状王治艳(山东轻工业学院制浆造纸工程重点学科,山东济南250353)[摘要]湿强剂在造纸业中得到广泛的应用,其重要性被越来越多的人们所关注,对各种湿强剂主要包括脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺环氧氯丙烷等的作用机理和研究现状进行了综述。并简要介绍了现存湿强剂的不足,对我国湿强剂的发展做了展望。[关键词]湿强剂;UF;MF;PAE随着现代科学技术的发展,纸的用途范围越来越2湿强产生机理广,其中有些纸要求在水的作用下,或者在水中应用和纸张
2、强度取决于纤维本身的强度和纤维间联结的加工。如海图纸、特种地图纸、钞票纸、广告招贴纸、药强度以及纸中纤维的排列和分布,即纸中纤维间的结棉纸、台布纸、工业滤纸、照相原纸、茶叶滤纸等。这就合力和纤维本身,其中最主要的是纤维间结合力。这必须给此类纸赋予一定的湿强性能,即在纸的抄造过种结合力主要是氢键的结合力,纤维素纤维形成氢键程中或后加工过程中加入湿强剂,使纸有一定的湿强的能力在于纤维素羟基的存在,纤维之间氢键的结合度。使纸页中的纤维在没有粘合剂的情况下相互结合给纸1与湿强度有关的几个概念页一定的强度。D.Dunlop-
3、Jone认为当纸湿的时候为了保留它1.1湿强度的部分初始干强度,一般有以下一种或几种方法:加强成品纸被水浸透饱和后,一般会丧失绝大部分强原有的纤维结合;保护已有的纤维间结合;形成对水不度,余下的强度称为湿强度。对于纸张的湿强度,很难敏感的新键;产生一个对纤维进行物理包覆的网络。定义一个绝对值,通常把纸的湿强度表示为湿-干强度增湿强剂增进纸页的湿强机理,一般认为有两种:比,用百分比表示,这里的强度通常指抗张强度。纸的一种叫作/保护0机理,即保护已有的纤维间结合机理,湿强度有初始湿强度和再湿湿强度之分。初始湿强度该机理
4、认为湿强剂在纤维周围会产生一个交错链状网是指从纸机上下来的成品纸用水重新润湿后的强度。络结构,可以阻止纤维的润胀和吸水,以保持现有的纤通常说的湿强度指再湿湿强度。一般非湿强纸被水饱维间氢键,这种机理被认为是同心交叉链机理。另一和后,只能保留其干强度的2%~10%左右,加入湿增种是/增强0机理,即产生新的、抗水的纤维间键和机强剂后纸张的湿强度可达到原纸干强度的20%~[1]理,该机理认为纤维与湿强剂之间存在交联结构,这种40%,现在已能抄造出湿强度超过50%的纸品。结合在其它自然产生的结合被水破坏后依然存在。通1.2
5、湿强剂与湿强纸过纤维与湿强剂之间形成的新的抗水的结合键,如共一般把能使纸张用水充分润湿后仍能保持原纸干[3]价键、氢键以交联方式来连接纤维,这种机理亦被称为强度15%以上强度的增强剂称为湿强剂。如果纸/加固新键或相互交错连接0机理。张的湿强度在其干强度的15%以上就称该纸为湿强当纸的抄造过程中加入湿强剂后,在湿强剂与纤纸。湿强纸通常以湿强持续的时间来区分,非湿强纸维间接触的混合浆料中,既有相互交错的纤维,又有加当被水饱和后几秒钟内将失去其强度。有些湿强纸仅入的湿强剂分子,经干燥使它们之间发生化学变化结仅是缩短了强度
6、丧失的时间,该种纸一般被称作/临合成键。当纸页再度润湿时,由于物理的交织作用和时0湿强纸,而有些湿强剂则能产生/持久0湿强度。湿强剂干燥后的难溶性、不润胀的硬化作用,从而使湿收稿日期:2008-10-28强剂定着在纤维之间,以阻止水分子渗入纤维孔隙中,作者简介:王治艳(1983-),女,山东轻工业学院制浆造纸专业硕士研究生;研究方向:制浆造纸绿色化学与技术。避免纤维因吸水润胀而破坏纤维结合,从而产生了湿)25)2009年第1期5黑龙江造纸6强度。加,而只能通过浸渍来提高纸品的湿强度,而且使用明矾或强酸性的胺盐作为催
7、化剂可以加速其固化。因此3造纸工业中常用的湿强剂通常情况下,造纸工业中使用改性脲醛树脂作为湿强早期湿强纸的生产方式主要是在纸浆中加入抗水剂。脲醛改性树脂有阴离子改性脲醛树脂和阳离子改剂,使纸页具有抗水性保护层适应其用途,如加入石性脲醛树脂两大类。蜡、聚偏二氯乙烯等。它并没有实质上提高纸张的湿3.1.1阴离子改性脲醛树脂强度。后来,在20世纪30年代,人们发现一些水溶性一般来说,阴离子改性脲醛树脂可分为两大类,一合成树脂加到造纸浆料中并在纸机上固化后能赋予纸类是在反应的B阶段中即单体聚合阶段的UF树脂中张湿强度,此后
8、湿强剂的应用得到了飞快的发展。湿加入强极性改性剂(如亚硫酸氢钠),从而制得阴离子[3]强剂一般须具有下列四个特征:必须是高聚物,并有型亚磺酸甲基化脲醛树脂,经亚硫酸氢钠改性的阴离一定的力学强度来保护纤维间结合不受润胀和损坏;子型亚磺酸甲基化脲醛树脂在水溶液中发生电离,从必须是阳离子型的,可吸附在带负电荷的纤维上,并达而使其带有负电荷。这种树脂既可用于涂布,又
