文档介绍：施胶剂及施胶化学一、概述造纸是一项古老的技术,可追溯到公元 105 年,但无法确切知道何时对纸进行防水处理。大约 17 世纪中叶,就有防止墨水的浸渍纸和内施胶的书写纸。动物胶是当时主要的施胶剂, 铝矾一般用作施胶的硬化剂。早期的纸用淀粉处理只是为了使其表面光泽。 1807 年开始应用铝矾- 松香施胶,到 20 世纪 50 年代,相继出现了各种类型的松香胶,以及 AKD 和 ASA 等合成施胶剂。造纸纤维由于含有大量的羟基, 与水能形成氢键, 所以有很强的亲水倾向。当纸页被水浸泡饱和后便会失去其大部分强度, 这点对卫生纸、瓦楞芯纸很合适的, 但对大多数纸则是不需要的, 如办公用纸、食物盒、化妆品盒、食品杂货袋纸。造纸施胶则是为了提高纸页对水和液体的抗渗透力的一种过程。 1 .施胶的方法造纸施胶一般有两种方法: 一种是表面施胶, 即纸幅在成形、干燥后, 施胶剂可通过施胶压榨、涂布机或压光机而施于纸张表面。另一种方法是浆内施胶, 将施胶剂加到造纸浆料中, 在纸页成形过程中达到与纸幅的结合。两种过程的结果都能降低纸对水的湿润性能, 表面施胶还可降低纸幅的孔隙。下面我们主要集中在浆内施胶的讨论上。 2 .施胶常用术语施胶是指能减慢或者阻碍液体穿透纸的能力。阻力性能不同于屏障性能。屏障性能是指绝对的防止液体透过纸页。浆内施胶能赋予纸张阻力性能, 而涂布、浸渍或层压则能赋予纸张屏障性能,下面是一些施胶术语及解释。吸水纸:无吸水阻力的(如毛巾纸、卫生纸、瓦楞芯纸)。轻施胶纸:有中等程度的阻力(如胶印纸、书印纸)。重施胶纸:对水有很高的抗渗透力(如纸杯、牛奶盒纸)。假施胶:短时间内有抗水渗透力,随后便消失( 如在 7d 后就失去 25 %的施胶度)。自施胶:在刚成纸后没有水渗透抗力,随后对水的渗透抗力逐渐增强。 3 .施胶度的测量方法造纸试验有两个目的,一是满足用户的要求,二是控制纸机的生产,后者经常与施胶压力、纸机运行等有关。造纸所用的施胶试验有很多种, 但试验方法可分为两大类型, 一类试验是纸样在给定的时间内能吸收水量的测量; 另一类试验是测定水穿过一个纸样的特定距离所需时间。还有如钢笔墨水以及接触角试验等未列入这两类试验中。由于纸的抗水阻力有不同的作用机理, 不同的施胶试验只强调一种机理, 所以采用施胶试验和渗透试验的选择是一个复杂的问题。施胶实险中, 一般是选择一个最能适应纸品应用需求的方法, 再分析各因素对试验结果的影响, 例如 HST 施胶试验是一种最常用的例行试验方法, 然而 HST 的试验结果会受白度、色泽、不透明度、定量和填料含量的影响。试验纸的定量一般控制在 50g/m 2。到 250g/m 2。范围内, 轻施胶纸由于液体渗透时间非常短, 往往得出的结果不太准确。 4 .施胶剂的分类旋胶剂的种类很多,按原料可分为松香系施胶剂和合成系施胶剂两大类,按使用条件分可分为酸性施胶剂和中性、碱性施胶剂。 1) 松香系施胶剂松香系施胶剂可根据使用条件分为酸性施胶剂和碱性施胶剂。酸性施胶剂有皂化松香胶、强化松香胶、阴离子分散松香胶、阳离子分散松香胶和低泡分散松香胶。中性松香施胶剂有阴离子中性分散松香胶和阳离子中性分散松香胶。 2 )合成施胶剂( 适合于中性施胶)如 AKD 、 ASA 等。 5 .施胶剂的历史沿革 20 世纪以前含油松香- 铝矾施胶剂 20 世纪 30 年代出现稳定的分散松香胶 40~ 60 年代强化松香胶 60 年代合成施胶剂 AKD 70 年代阴离子高分散松香胶 80 年代 ASA 合成中性施胶剂低泡型分散松香胶 90 年代阳离子分散松香胶中性分散松香胶 6 .各种施胶剂的适宜 pH 值范围一般将 pH 值大约从 到 范围施胶称为酸性施胶, pH 值大约从 到 范围施胶称中性施胶, pH 值大约从 到 范围施胶称为碱性施胶。二、铝盐化学与施胶(一) 铝盐对造纸的重要性从纸的发明开始,造纸就是在中性或碱性条件下进行抄造的,随后动物胶作为主要的物质来完成这一目的, 后来发现将铝盐加入到施胶溶液中时有以下优点:①对胶的变硬和阻止变质有益处。②可改善纸页的形成和滤水性。③可将松香胶固定在纤维上。④阻止木材中树脂类化合物并降低树脂的沉淀。 1 .铝盐在造纸中的应用(1) 助滤剂; (2) 阴离子垃圾电荷中和剂; pH 控制剂; (3) 净化水的絮凝剂; (4) 碱性造纸污染清除剂; (5) 松香施胶剂; (6) 湿强树脂固化的酸性催化剂; (7) 助留剂( 染料、填料、胶乳、细小纤维) 。铝盐在造纸上的应用是随着酸法造纸而出现的,然而碱法造纸也要求应用少量的铝矾,但必须小心控制。 2 .铝盐对造纸系统的不利影响铝盐系统属酸性,有腐蚀性;铝盐过量加入会降低纸页强度;含铝盐的纸耐久性差