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AKD在造纸的应用
AKD在造纸的应用
原创 zqweb 智桥科技 2022-03-14 00:0
浆料种类对AKD施胶的影响
不同种类的纸浆,由于纤维的化学组成、各成分比例、比表面积、Zeta电位不同,对AKD施胶的影响也不同。
一般木浆好于草浆;阔叶木浆好于针叶木浆;化学浆好于机械浆。
阔叶木浆之所以易于施胶,可能是由于其湿润表面积较小。
由于细小纤维具有较大的表面积,所以其对AKD 施胶有很大的负面影响。
灰分的存在对化学助剂的干扰较大,这可能是引起草浆施胶困难的主要原因。
系统留着率对AKD施胶的影响
目前生产中使用的AKD大多带有阳电荷,这样它能很好地吸附在高比表面积、阴电性的物质上。
细小纤维和填料都具有较大的比表面积,尤其细小纤维中的木素和半纤维素含量较高,含羧基等活性基团的数量较多,同时细小纤维和填料都带负电性,因此通常加入系统中的AKD有80%以上会留着在填料和细小纤维上。
为了达到理想的施胶效果,要求系统必须有良好的留着率。
留着率差会造成系统中AKD的潜在积聚和沉积,增加AKD 的水解量,带来一系列问题。
硫酸铝的影响
硫酸铝能加速AKD的水解,使AKD施胶效率下降。
铝离子会与水分子、纤维素纤维以及AKD形成络合物,不仅使AKD不能与纤维素直接结合,而且不利于AKD在纸页上的均匀分布,影响施胶效果。
硫酸铝的添加顺序对施胶效果影响很大,如先加入硫酸铝,AKD的留着率和纸页的施胶度都会有所下降;如果在AKD和PAE后加入硫酸铝,AKD的留着率和纸页的施胶度则会明显增加。
这可能是由于先加入硫酸铝,纤维上的部分羟基被阳离子型铝离子基团所屏蔽,使AKD的留着率下降,而硫酸铝在AKD和PAE之后加入,铝离子会与AKD粒子表面的脂肪酸和β-酮酸形成铝盐,增加AKD 粒子的表面电荷,从而提高AKD 在纤维表面的留着率。
pH值和碱度对AKD施胶的影响
AKD施胶性能与pH值的关系很大,一般认为只有在中/碱性条件下,AKD的内酯环才能打开,并与纤维素上的羟基反应。
当pH<6时,AKD几乎不产生施胶作用,随pH的增加,AKD的施胶效率逐渐提高,尤其是pH在6.5~7.5之间时,纸页的施胶度上升*快;当pH>8.0时,施胶度的上升速度开始减慢。
因此,实际生产中pH一般控制在7.5~8.5之间。
pH之所以影响AKD的施胶性能,还有一种可能的原因是pH影响了羧基的电离。
碱度是指浆料中HCO3-浓度,通常用1kg水中含的碳酸钙的毫克数来表示。
人们发现碳酸氢根离子能提高AKD的施胶效果,可能是因为碳酸氢根离子能提高AKD在纤维素纤维表面的留着,也可能是由于碳酸氢根离子能增强纤维的润胀,使纤维上的羟基被充分地暴露出来,从而有利于AKD的反应,并且在AKD施胶系统中加入碳酸钙还能调节体系的pH值到*佳范围,所以在系统中引入碳酸氢根离子或碳酸根离子是必要的。
填料及其它助剂对AKD施胶的影响
由于填料具有较大的比表面积和独特的表面化学性质,能够吸附添加到纸浆中的部分AKD,从而减少AKD在长纤维上的保留。
尽管保留在填料表面的AKD对纸页的抗水性能也有一定贡献,但这种贡献很小,并且是暂时的。
因此,要提高AKD的施胶效率就必须提高其在长纤维上的留着率。
但也有人认为,吸附在填料上的AKD会在干燥过程中转移到纸页纤维上。
填料类型不同对AKD施胶的影响也不相同。
在相同条件下,加填研磨碳酸钙(GCC)的纸页施胶度要高于加填沉淀碳酸钙(PCC)纸页的施胶度。
这是由于PCC颗粒内部具有微孔结构,纸页加热干燥时部分熔化的AKD会渗入到这些孔隙之中而不能与纤维素羟基反应,从而降低了AKD的施胶效率。添加增效剂可以明显缩短AKD施胶的显效时间。
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