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1、精细化学品化学 教材 精细化学品化学 主编 周立国段洪东刘伟化学工业出版社 第四章造纸化学品 第一节概述 第四章造纸化学品 龟甲 兽骨 陶器 青铜器 简牍 竹木简 天下之事无大小皆决于上 上至以衡石量书 日夜有呈 不中呈不得休息 史记 笨重 学富五车 帛书 昂贵 西汉早期麻纸 甘肃放马滩出土 西汉前期 人们从 积漂絮成絮片 中得到启示 发明了纸 2 纸的发明 质脆 书写不流畅 公元105年 蔡伦改进造纸术 他用树皮 麻头 破布和旧鱼网做造纸原料 扩大了原料来源 降低了造纸的成本 同时又提高了纸的产量和质量 从此 纸逐步取代竹木简和帛 为纪念蔡伦的功绩 人们把这种纸叫作 蔡侯纸 3 蔡伦改进造纸
2、术 一些文明古国使用的书写材料 4 造纸术的传播与贡献 易发脆断裂 难保存 太贵 笨重 难保存 造纸术是我国的四大发明之一 由我国传遍世界 促进了文化的交流和教育的普及 深刻地影响了世界文明的发展进程 是中华民族对世界科学文化的一项重大贡献 造纸术的贡献 纸是一种特殊的材料纸是由纤维 包括植物纤维和非植物纤维 和非纤维添加物交织而成的多孔性网状结构薄型材料 据研究 一张普通的A4打印纸 大致由2500万根左右的植物纤维构成 制浆 打浆 抄纸 涂布 纸 纸的形成 制浆 由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的过程 主要可分为机械法 化学法和化学机械法 分别制得机械纸浆 化学纸浆和化学机械纸浆 打浆 是
3、利用机械作用处理悬浮于水中的纸浆纤维 使其具有适应在造纸机上生产所要求的特性 并使所生产的纸张能达到预期质量的操作过程 抄纸 纤维悬浮液 涂布 将糊状聚合物 熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸 布 塑料薄膜上制得复合材料 膜 的方法 软钢板 反映国力和文化发展水平 是 朝阳工业 而不是 夕阳工业 国际上认为是六大支柱产业之一 造纸工业在国民经济中的地位 产量 万吨 1992年 美国加拿大中国日本纸浆5928228411981120纸及纸板74721659172528322019年纸浆5359264114181072纸及纸板8340204649503089 国内外造纸工业的现状 人均纸和纸板消耗量
4、13 7kg2019年纸及纸板产量2144万吨 人均纸和纸板消耗量26 2kg 美国336 5kg 日本237 1kg 2019年纸和纸板人均消费量前 名的国家统计卢森堡345 7比利时337 9美国312 0芬摩纳哥277 7 污染严重 造纸工业废水是我国最大的工业污染之一 每年造纸中段水的排放量30多亿m3 相当于全国废水排放总量的1 6 用水量大 我国造纸企业一般为200 300m3 t 用水少的为100 150m3 t 世界上最低纪录 50m3 t 存在的问题 造纸工业的发展趋势前景 潜力巨大 能源 资源 环保 用途增加 特殊功能 规模化 专用化 造纸机是向大型化 高速化方向发展 抄宽
5、9 68m 车速1200m min 朝着车速更高 动力消耗更少 生产纸张质量更好的夹网纸机发展 为了节约和充分利用纤维原料 向薄型化 轻量化方向发展 生产薄型 低定量纸张 助剂 第二节制浆化学品 制浆过程是将大块的植物原料分散成纤维素分散胶体的过程 1 机械法2 化学法3 其他方法 碱法亚硫酸盐法硫酸盐法氯碱法 微生物制浆有机溶剂法制浆爆破法制浆 在制纸浆过程中 能辅助蒸煮剂提高蒸煮效率的化学药品 可加快脱木素速度 缩短蒸煮时间 制浆速度快 耗能小 碱和漂白化学品用量小 纤维得率高 减少废液负荷 环境污染小 无臭 1蒸煮助剂 主要的无机蒸煮助剂 多硫化钠 亚硫酸钠 硼氢化钠 连二亚硫酸钠 主要
6、的有机蒸煮助剂 蒽醌及其衍生物 硝基蒽醌 2漂白助剂 通过各种浆料方法生产出来的浆料 由于浆料中存在木素和其他有色物质 故都呈褐色至淡黄色不等 蒸煮或磨碎后没有经过漂白的浆料称为本色浆 若生产色泽洁白的纸或色纸 必须漂白 漂白过程中 尽量除去色素的同时 还应尽量减少漂白时对纤维素和半纤维素的损伤 以生产出质量好 白度稳定的浆料 莎草纸 3废纸脱墨剂 再生纸是以废纸做原料 将其打碎 去色制浆经过多种工序加工生产出来的纸张 其原料的80 来源于回收的废纸 因而被誉为低能耗 轻污染的环保型用纸 城市废纸多种多样 以不同类别的废纸为原料再制成不同的再生复印纸 再生包装纸等 1表面张力2界面膜的性质3表
7、面张力的修复作用4表面电荷5泡内气体的扩散 1降低局部表面张力 2破坏界面膜的弹性使其失去自动修复作用 3降低膜黏度 4固体颗粒 总之 液膜的强度最重要 4消泡剂 5废液治理剂 絮凝剂 生物处理剂 助剂 第三节抄纸化学品 添料是指纸浆中加入非纤维性的物质 在纸浆中加入添料 改变纸张的性质 更好的满足使用的需要 这一生产过程称为加添 目的 1提高纸的质量和功能 2提高效率 减少流失 降低成本 植物纤维纸中 纤维本身和纤维之间存在许多毛细孔 有相当大的吸水性 在它们上面书写 墨水会很快扩散开来 使字迹模糊不清 即 洇水 现象 在纸浆中加入某种助剂 它能在纤维表面形成疏水层 从而降低水渗透进毛细管的
8、速度 这个过程称为施胶 所加的助剂称为施胶剂 1施胶剂 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 造纸上常用的施胶剂大约有四大类 1植物胶料 松香 淀粉 2动物胶料 包括骨胶 皮胶 干酪素 3矿物胶料 指的是水玻璃 石蜡等 4合成胶料 如甲醛树脂 聚乙烯醇等 2增强剂 在纸浆中加用适当的添加剂 来提高纸张的 物理质量 强度 改进纸张的耐磨性 挺度和掉毛 掉粉现象 提高纸张的施胶度 增强方法 桨内添加增强剂抄纸时添加表面增
9、强剂 增强效果 增干强剂增湿强剂 3助流剂 助滤剂 助留剂 用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率 主要用阳离子型高分子聚合物 聚丙烯酰胺 聚乙烯亚胺 用量少 效率高 经济效益好 助滤剂 使细小纤维和填料与纤维絮凝 一方面提高细料的留着率 而同时加快了滤水速率 助剂 第四节涂布加工化学品 将糊状聚合物 熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸 布 塑料薄膜上制得复合材料 膜 的方法 涂布 涂布胶黏剂 涂布颜料分散剂涂布消泡剂 阻泡剂 防腐剂 防霉剂憎水剂 防水剂 助剂 第五节其他造纸用化学品 1荧光增白剂2阻燃剂3毛毯清洗剂4分散松香乳化剂 5抗静电剂6柔软剂7再湿剂 渗透剂8微胶囊 三联无碳复写纸收据
