《几种助剂在生活用纸中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《几种助剂在生活用纸中的应用（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、几种助剂在生活用纸中的应用袁瑞红等/几种助剂在生活用纸中的应用几种助剂在生活用纸中的应用袁瑞红赵传山(山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科,山东济南市,250353)摘要探讨了生活用纸几种主要助剂:柔软剂,湿强剂 ,分散剂,剥离剂和粘合剂等的作用机理,并对使用方法进行了简要介绍.关键词柔软剂湿强剂分散剂剥离剂粘合剂生活用纸在人们的日常生活中起着非常重要的作用,高质量的生活用纸要求手感滑腻,质地细密,柔软有弹性,并且遇水不会很快溃烂,还要求有一定的撕裂,耐破强度;既要能快速吸收水分及其它液体,又不能有细小纤维,粉尘等其他杂质残留在皮肤上.如何平衡和提高生活用纸上述各种性能,满足消费者的需求是生
2、产厂家一直努力的方向.如今柔软剂,湿强剂和纤维分散剂等各种助剂在生活用纸的生产中起着十分重要的作用.1 柔软剂柔软性是有拿着特定的纸产品,经过皮肤摩擦并用手弄皱的消费者所感受到的触觉,这种触觉是几种物理性能的结合,包括纸页的柔韧性,纸页的表面外观和纸页的耐摩擦性能.柔软性一般用柔软度表示.柔软度是生活用纸的一个极其重要的指标.柔软度的评价一般而言表现为两个方面:一是纸页的松厚度,二是纸页的手感滑腻性能.我国生活用纸生产多使用二次纤维和草浆,以草类原料和二次纤维抄造的生活用纸,一般都显得脆和硬,手感差.为了克服这些缺点,生产中主要通过添加柔软剂来达到相应的柔软度.纸张柔软剂是一种能够吸附在纤维上
3、并能增加纸的柔软性能,从而使手感舒适柔软的造纸化学品.它除了能使纸张柔软,还可以改善烘缸的涂布,进而改变起皱的均一性和辊子的增效作用.柔软剂的使用如同温和的涂布改良剂,使得扬克烘缸的涂层更加有弹性,使得涂布更容易实现.纸张柔软剂的性能,应考虑如下四条:(1)易被纸浆纤维吸附,在造纸过程中流失少;(2)柔软效果好 ;(3)具有相应的湿强度 ;(4)具有一定吸湿性及其他性能.1.1 柔软剂的作用机理纸页的柔软性能主要取决于纤维本身的特性与纤维间的结合紧密程度,起皱时皱纹的状况.加入柔软剂后,柔软剂在纤维之间形成非极性隔离膜,这样分子链易在应力下发生相互滑移和运动,降低纤维与人体之间的摩擦阻力,从而
4、获得平滑,柔软手感.同时柔软剂还可以使纤维塑性化和多保留空气,以减少纤维之间的结合,从而达到提高柔软度的目的,因而将带来一定的纸页强度损失,但能充分的提高纸张的松厚度.同时由于它能改变纤维的塑性与结合力,因而有利于提高起皱的均匀性与增加纸张的伸长率,使得手感得以提高.1.2 使用方法纸张干燥之前,纤维之间没有结合,纤维由于保留纸张内部的水的黏附性才开始紧密接触.由于纸张在烘缸前没有结合,所以,通过纸张表面施加适当的柔软剂,可以改变蓬松柔软性.这类柔软剂多是有机硅类结构,柔软剂的使用一般分为桨内添加法与湿纸页表面喷涂法.桨内添加法一般添加于成浆池,流程短,便4】江苏造纸 2007 年第 4 期造
5、纸化学品于调整.其中咪唑啉衍生物是浆内柔软剂的典型例子,通过破坏浆料结合力而起作用.添加于浆内时,如果使用液体柔软剂只需用加料泵将其在线稀释和过滤后加入浆中混匀即可,如果采用固体或油脂状柔软剂则需经加热,溶解充分后才能加入,否则使用中易发生管道堵塞.对于手感滑腻性能要求较高的品种一般采用湿纸幅表面喷淋柔软剂与浆内添加相结合的方法.喷淋时最佳的喷淋点是将它喷淋在快要进入真空压榨辊之前的纸幅上,应用新鲜水和静态管道混合器将用泵送的柔软剂原液进行在线稀释到 19,6 的浓度.喷淋法的典型用量一般为 0.89-2.7kg/t.为了获得最好的柔软剂留着,喷淋系统的 pH 值应保持在 5.57.0 之间.
6、使用时应注意的是喷淋液应成雾状,如果不能充分雾化应重新考虑喷嘴的选型与喷淋压力.生产中应及时巡检,否则喷液成水线,将在纸幅表面形成洞眼.下面是湖南恒安纸业有限公司生产卫生纸采用的工艺参数1:喷淋压力 2.5bar,喷淋高度 300mm,喷嘴间距240mm,喷嘴大小 1.5mm.柔软度的上升必然导致强度的下降,也影响了起皱控制剂的粘缸性,生产中应注意调整粘缸剂的用量,控制柔软剂的最大用量,以免纸幅脱缸,引起纸页起泡起折.1.3 提高柔软度的方法(1)控制打浆质量.苇浆纤维短,在抄造皱纹原纸时,为获得其必要性能,必须在打浆过程中尽量避免纤维切短和过分水化,因此对于苇浆在一般打浆机中最合理的操作方法
7、是采取轻刀细磨,即打浆方式以疏解为主,再辅以轻刀切断.其打浆度可控制在 48500SR,打浆湿重3.O3.2g,成浆水化度(酒精法)8.010.0,纤维平均长度 0.53O.56mm引.并且苇浆在打浆过程中采取不施胶不加填的措施,提高纤维组织的有孔性和吸收性.若采取精制后的漂白苇浆,可以改进原纸的柔软性和吸收性.对于漂白麦草浆来说,其打浆对柔软度的影响不大,而且造成电耗比较高,强度下降3.42我们可以首先调整蒸煮工艺,把浆料蒸煮的软一些,控制粗浆硬度高锰酸钾值在 ll14,其次适当提高漂白的漂率,这样柔软度就会有明显的改善.(2)可以加入膨化剂,使卫生用纸手触光滑,饱满,给人以柔软感.(3)合
8、理控制起皱速比,一般在 1.31.4之间.并且成纸的水分适当高一些,手感柔软舒适,一般控制在 5.06.59,6.(4)不可以过度磨浆,因为磨浆会增加纸页挺度,对柔软度不利.若要提高柔软度一般采用的方法是减少磨浆,通过加入干强剂(DSA)保持强度.因为与磨浆后的纤维自然形成的氢键键合长度相比,干强剂聚合物(天然的或合成的)与纤维的键合长度较大,使柔软度提高.干强剂产生的表面固结作用也可提高表面手感.(5)抄纸时使用细目铜网.这样不仅可以改善纸页纤维组织均匀程度,而且由于纸页中保留了较多的细小纤维,增加了纸的柔软度.(6)尽量低定量.实践证明,纸张定量愈低,纸的厚度小,纸质亦愈柔软.在预计定量一
9、定时,以较低的原纸定量配以较大的速比所成纸页,其起皱前纤维层较薄,且起皱后叠成的层间间隙较大,因而柔软度有所改善.(7)适当的加填可以使纸的柔软度上升,吸水性加强.卫生纸加填可以使用滑石粉,轻质碳酸钙等,用量为 1O9,52O9,5,根据纸页的情况变化用量.(8)控制好扬克式烘缸和烘缸罩之间的蒸汽压力和干燥速率;采用 Crepetrol 起皱用软质粘缸剂和陶瓷刮刀可获得很高的松厚度和柔软度.2 湿强剂湿强度也是卫生用纸的重要指标,湿强剂的加入可改善纸张在润湿情况下的强度.普通卫生用纸遇水后易溃烂成浆,在拭擦处留下浆袁瑞红等/种助剂在生活用纸中的应用团和纸末.而加入湿强剂后的卫生用纸,拭擦后不致
10、溃散成团,能较好地满足用户的使用要求.所以为了提高卫生用纸的质量,湿强剂在卫生用纸中起着非常重要的作用.卫生用纸要求对身体无毒,双醛淀粉无毒并且产生的湿强度是暂时性的,纸页浸泡 2 小时的湿强度比 lO 秒后的湿强度要低 3O5O,所以是一种很好的卫生纸湿强剂.乙二醛聚酰胺树脂(PAMG 树脂)也是一种暂时性湿强剂,无毒也可以作为卫生纸湿强剂.特别是在碱性条件下,固化反应的可逆性使损纸的处理很容易.PAE 也是一种应用广泛的湿强剂,无毒,虽然是一种热固性树脂,但有些生产厂家也用来做擦手纸的湿强剂.2.1 湿强剂的作用机理湿强剂在纤维界面上形成交联网络,分别是聚合物分子间的交联和聚合物与纤维之间
11、的交联6,7.前者是湿强树脂的部分高分子聚合物沉积于纤维间,在纤维周围产生一个交错链状结构,限制纤维与纤维间的活动,阻止纤维的润胀和吸水,减少纸页伸缩变形等性能,因而可以增加纸的湿强度.后者称为交共联作用,湿强剂加入纸浆中渗透至纤维的表面和内部,缩聚成高分子聚合物.湿强剂树脂与相邻纤维间的部分羟基形成新的结合键(共价键,氢键等),其中亚基醚键等共价键交联网络的形成对增加纸的湿强度最为关键,因为它是一种抗水链键,具有不溶,不熔的性质.另外,部份湿强剂树脂分布于纤维表面,树脂成熟后,具有持久不变且不溶于水的性质,因而使纸张具有良好的湿强度.2.2 使用方法(1)湿强剂使用前最好用碱调至 pH 值略
12、大于 7;稀释后加在流桨箱处.(2)生产低定量湿纸巾时,为减少湿强剂用量,增强效果,宜采用较高的打浆度.(3)生产低定量湿纸巾纸时,湿强剂用量一般在 3 左右.(4)对于热固性湿强剂(如 PAE)加入后需经一段老化期后,成纸湿强度才达最高值,因此抄造损纸尽量及时回用 L8.2.3 提高湿强度的方法(1)在同样的湿强剂用量下,适当的增加打浆度可以提高湿强度.这是由于打浆度的提高,使纤维比表面积增加,增加了对湿强剂分子的吸附量,同时又由于纤维交织作用和增强,纤维间空隙的减少,使毛细管作用减弱,吸水性变差,抗水作用明显增加.(2)适当的增加湿强剂的用量可以增加湿强度.但也要注意有一个限度.PAE 的
13、用量一般在 3 左右.这是因为随着 PAE 用量的增加,浆料系统的电位也由原来的负值变为正值,其留着率降低,湿强剂阳离子分子的吸附作用便开始降低.研究显示,浆料电位在零值附近其留着率最高9. 当 PAE 添加到一定量后,成纸湿增强效果开始变化缓慢甚至不再变化.(3)对于热固性树脂要注意它们在下机一段时间后才会达到最大湿强度.从实践经验来看,在相同的 PAE 树脂用量下,长网双缸半干法起皱所得到的湿强度高于单圆网单烘缸的干法起皱的擦手纸.这主要是由于 PAE 树脂是一种热固性树脂,较高的干燥温度有利于得到较好的湿强效果.将下机后纸张在 110的烘箱内烘干 10min 后得到的湿强度值要大于自然熟
14、化 15 天的纸张湿强度.3 分散剂由于抄造低定量卫生纸的上网浓度很低,浆料在输送上网及脱水成型的过程中容易发生匀度不良的情况,影响纸的柔软度和外观.所以需要使用分散剂.分散剂有天然植物黏液如刺槐,壳聚糖,也有人工合成的聚丙烯酰胺.通过加入一定粘度的溶液使纤维间互相缠绕的趋势受阻,从而分散纤维,抄造匀度优良的纸页.聚氧化乙烯(PEO)是一种良好的分散剂,每吨纸用量 0.5.5kg,效果良好.聚氧化乙烯是目前国内外应用最多的纸浆分散剂,它是水溶性43江苏造纸 2007 年第 4 期造纸化学品和热塑性的非离子型线性高分子聚合物.具有絮凝,增稠,缓释,润滑,分散,助留,保水等性能,溶于水后形成高黏度
15、液体,在低添加量下能促进造纸纤维的良好分散和极佳的纸张成形效果.由于其属非离子型,受水质和其它添加助剂的影响相对较少,抄造性能稳定,不易断纸和起纸粉,最大的优点是可以缩短打浆时间,可以使用叩解度较低的纸浆,抄造出匀度良好的纸张,同时纸页柔软性和强度都较好.在使用时要注意助剂加入点的选择,同时应避免强烈的剪切破坏分子链从而影响助剂效果,搅拌的速度和搅拌容器的设计都很重要.3.1PE0 的分散作用机理在抄纸过程中纤维,填料和一些其他辅料等都是水不溶性的,它们有在水溶液中自行聚集的趋势,而且不同物料之间往往因不相容性而尽量远离,这样就难以得到性能均匀,强度理想的纸张.加入分散剂则可以使固体粒子表面形
16、成双分子层结构,外层分散剂极端与水有较强亲合力,增加了固体粒子被水润湿的程度.固体颗粒之间因静电斥力而远离,达到良好分散效果;同时分散剂又可增加水溶液的黏度,使纤维具有良好的悬浮性,不致于过快沉降.良好的纤维分散剂要求有一定的热解性,即随着温度的升高而逐渐分解,黏度也相应降低,这样就不会留在已干燥的纸页上,不会因使用纤维分散剂而影响纤维的原有性能.3.2 使用方法一般用作分散剂时 PEO 的相对分子质量300 万.相对分子质量低于此值时,用量会很大,相对分子质量在 5O 以下时,会完全失去防止凝聚的作用.PEO 在高剪切力和高温下会发生分子链降解,导致黏度降低和分散能力下降.4 剥离剂和粘合剂剥离剂和粘合剂是生产卫生纸必不可少的化学助剂.使用粘合剂和剥离剂的目的主要是:一是保护烘缸,减少刮刀对烘缸表而的磨44损;二是改善纸幅的皱纹,提高原纸的质量.4.1 作用机理剥离剂和起皱粘合剂混合以雾化形式喷于烘缸表面上,混合液在高温的烘缸表面发生吸热反应
