我国造纸工业现状及硫酸铝产品在造纸工业的应用与前景 - 图文(2)

为施胶剂。从施胶剂的施胶原理分析，施胶剂分子中要同时具有亲水和疏水两类基团，以便可以自身或借助其它助留剂均匀地留着在纤维表面，使亲水基团与纤维结合，疏水基团转向纤维外侧，以降低纤维与空气间的表面自由能，改变液体在纤维表面的接触角，达到施胶的目的，绝大多数的纸都需要施胶。施胶剂又可细分为浆内施胶剂和表面施胶剂 表6：造纸用施胶剂产品分类 天然原料： 松香系列浆内施胶剂 浆内施胶剂 AKD（Alkyl Ketene Dimer）烷基烯酮二聚体 合成原料 ASA（Alkenyl Succinic Anhydride） 链烯基琥珀酸酐 天然原料： 淀粉类表面施胶剂 表面施胶剂 PVA 合成原料 苯一丙 苯乙烯一马来酸酐 丙烯酸酯一马来酸酐 浆内施胶剂是造纸工业上一种用量大，应用面广的化学品，由于硫酸铝主要应用于松香系列施胶剂的浆内施胶，本文主要讨论的是浆内施胶。 3.1.浆内施胶剂的发展历程 时 间 1975年之前 1975年 1990年 1992年 1995年 表7 国内浆内施胶剂发展历程 浆内施胶剂种类 松香皂化胶 强化松香胶 阴离子乳液松香施胶剂 AKD中性施胶剂 中性松香施胶剂 阳离子乳液松香施胶剂 1997年 ※指全国进入实际应用阶段的时间 从国内造纸施胶剂的发展和分类看大致经历了以下几个阶段（见表7），传统的松香皂化胶阶段（1975年前）；强化松香胶和皂化胶并存阶段；高游离分散松香（阴离子乳液松香施胶剂）、合成型施胶剂AKD和阳离子松香施胶剂等共同发展并进入实用化的阶段。

3.2.不同施胶剂的施胶机理 3.2.1 皂化松香胶

真正意义上的纸张浆内施胶剂是从1807年德国人发明的松香皂—硫酸铝施胶体系开始的，这是一种典型的皂化松香胶。目前皂型松香胶分为两种：一种是将松香与计算量的碱（NaOH或Na2CO3）皂化反应，松香先与强碱生成松香皂(RCOONa)，松香皂再与硫酸铝反应生成带阳电荷的双松脂酸铝，失去其表面活性作用，吸附和沉积在纤维表面。再配以硫酸铝添加到纸张中即可以使纸张产生抗水性，这就是最早使用的天然皂化松香胶，称为第一代松香胶；

另一种是强化松香胶，即用马来酸（酐）或富马酸与松香通过反应制成带有3个基的强化松香。由于强化松香的分子上带有3个羟基，增加了结合点，加硫酸铝后产生的带正电荷的粒子，能较好地均匀分布在纤维表面，因此施胶效果要优于天然皂化松香胶。但是，无论是第一代天然皂化松香胶还是第二代强化松香胶，都属于皂型松香胶，其施胶的机理和方法类似。皂型松香胶施胶时必须加人许多硫酸铝才会使pH值降低以达到最佳施胶效果，然而硫酸铝加人量过多则会使纸张发脆，保存性能下降。此外，皂型松香胶中的游离松香含量低(20%～30%)，施胶效果较差。因此，目前发达国家已较少使用此类施胶剂。

3.2.2阴离子乳液松香胶

国内对乳液松香施胶剂的开发应用起步较晚，但近年来发展迅速，主要是受到大量从国外引进先进的纸机及造纸技术的影响。从国内乳液松香施胶剂的开发应用水平来看，正在逐步和国际接轨。

阴离子乳液松香胶出现于20世纪70年代，在国外已普遍使用。阴离子乳液松香胶由松香和改性松香加入合适的表面活性剂乳化而成，是一种游离松香含量在99％以上的分散型乳液，外观为白色乳液，固含量为50%左右。

在阴离子乳液松香胶中，游离松香（RCOOH)直接与明矾反应，生成表面带阳电荷的游离松香粒子。

RCOOH＋AI(OH)+2 →AI(OH)+2 HOOCR

阴离子乳液松香胶比皂型松香胶有更好的施胶效果，在保持相同施胶度的情况下，阴离子乳液松香胶及硫酸铝的用量比皂型松香胶降低约50%。

这一类施胶剂与传统的皂化松香胶相比，在施胶机理上有较大区别，在实际应用方面上具有明显的优势：

1.其游离松香的含量可达到99%以上（皂化松香中游离松香的含量一般只有25% ～30%，最高不超过40%），因此它的施胶效率大大高于皂化松香，其用量以绝干量计算仅为皂化松香的50%左右；

2、相应所需的定着剂硫酸铝的用量大大低于皂化松香，可节约50%左右； 3、改善纸页质量（物理性能）和降低造纸成本； 4、完全解决了国内普遍存在夏季施胶难的问题。 3.2.3阳离子乳液松香胶。

在制造高档纸尤其是复印纸和高档书写纸时，为了降低成本，提高纸张的不透明度，纸浆中往往需要添加碳酸钙填料。但是在酸性条件下碳酸钙容易分解而产生大量C02气泡。因此，在酸性条件下无法使用碳酸钙作为填料。

为了解决解决这个问题，20世纪80年代，美国赫克力士公司率先研制出阳离子乳液松香胶。阳离子乳液松香胶是一种有正电荷的高分散松香胶，其中含有近100％的游离松香酸分子，具有中等电荷密度，其外观为白色乳液，固含量为35%左右，粒径为0.2～0.5μm。

阳离子乳液松香胶乳液粘度低、稳定性好。同时因为自身呈阳离子性，可自行留在带有负电荷的纤维表面，因此大大减少硫酸铝的加入，提高整个施胶系统的pH值到近中性，容忍了廉价碳酸钙填料的加入，降低了生产成本，提高了纸张的强度和耐久性，成为20世纪90年代世界各国造纸化学品的研究热点。我国现在也越来越多地采用阳离子乳液松香胶作为施胶剂。

阳离子中性松香施胶剂分为两类：一类是阳离子分散剂，另一类是自身阳离子型。阳离子分散型松香胶是通过阳离子表面活性剂对松香进行乳化，使乳液表面带正电荷，可以在近中性条件下（pH=6.5）施胶，但是这种阳离子分散型松香胶乳化工艺往往不易控制，乳液很容易被破坏，而且所使用的pH值一般也不超过6.5，否则施胶度会明显下降。自身阳离子型松香胶则是利用羟基的反应，通过松香与不饱和阳离子单体共聚在松香分子上，从而引入阳离子基团，以实现阳离子化。自身阳离子型松香胶可以在比较广泛的pH值（6～8）范围内施胶，不需用乳化剂和分散剂，而且从显微照片上看绝大部分样品在中碱性条件下都能在纤维素上很好地吸附。另外自身阳离子型松香胶稳定性较好，可以在使用前乳化，便于储存和运输。因此自身阳离子型松香胶有更好的应用和发展前景。

阳离子乳液松香胶本身带有阳电荷，可自我留着，使用时不直接与明矾反应，所以可均匀分布在加有硫酸铝的纸浆中，进人干燥部才与吸附纤维上的铝离子作用，以使胶料转向定位。由于阳离子乳液松香胶自身带有阳离子，因此可在中性条件下施胶，可提高纸的强度或增加填料，可使用碳酸钙为填料，减少设备污染和排放废水污染，适用于白水封闭系统。

我国松脂资源丰富，是世界上脂松香产量最大的国家，但大部分都作为原料出口，造成了巨大的资源浪费。2003年我国松脂产量44.33万吨,松脂类产品出口30.12万吨，占世界贸易量的50%左右，出口量位居世界首位。我国造纸工业年松香用量为8～9万吨，如何充分利用这一天然资源开发以松香为原料的造纸施胶剂，对提高我国林产资源的利用价值和附加值，促进我国国民经济的发展，带动山区农民兄弟脱贫致富有着十分重要的作用。

四.硫酸铝产品在造纸工业的应用与前景

进人20世纪90年代后，国际上普遍认为造纸业应逐步由传统的酸性造纸向中(碱)性造纸过渡，中(碱)性施胶剂AKD（烷基烯酮二聚物）和ASA（烯链基琥珀酸酐）均属反应型施胶剂，其施胶机理是施胶剂与纤维素通过共价键结合使纸张产生抗水性。由于AKD与纤维反应较慢，且易出现堆滑等问题，因此不适合于车速在1500M2/分以上的纸机；而ASA乳液不稳定，保存期短，需要现场乳化使用。同时，反应型施胶剂AKD和ASA比较适用于木浆原料造纸，在使用再生纤维抄纸时效果不理想，其施胶度也不象松香系列施胶剂那样容易控制。因此，中(碱)性施胶剂AKD和ASA反应型施胶剂在中国的推广没有原来估计的那

么顺利，根据我国造纸纤维原料以再生纤维为主(2004年达到52%)的国情,施胶剂的使用将进入一个多元化的时代。

根据有关信息资料调查，2004年我国纸和纸板生产企业约有3500家，国内造纸厂80%以上是中小型企业，造纸的纤维原料以草浆和废纸浆为主，只有少数外资企业如江苏省金东纸业、芬欧汇川（常熟）有限公司等全部使用进口木浆生产。从对国内大中型纸厂统计的用量上来看，阳离子松香施胶剂占43%，AKD占28%，阴离子施胶剂占21%，ASA占8%；乳液松香施胶剂（包括阳离子型、阴离子型）占的比重达到64%。随着纸厂规模化经营和品种档次及质量要求的提高，许多中小型纸厂在施胶剂的选择档次上也会有所提升，但由于这类纸厂造纸的纤维原料以草浆和废纸浆为主，纤维原料的来源决定了中小型纸厂使用的是性能较好的松香系列施胶剂(阴离子乳液松香胶、阳离子乳液松香胶)。因此，在今后若干年内松香系列施胶剂(阴离子乳液松香胶、阳离子乳液松香胶)仍将是我国造纸工业使用的施胶剂的主流产品，造纸行业仍将是硫酸铝产品的巨大市场。

在本文第一节中提到近年来中国的造纸工业产能正处于迅速上升的阶段。纸与纸板的社会需求量是随着国内生产总值（GDP）的增长而稳定增长的，两者之间有着十分密切的关系。专家们分析，人均GDP为500～15000美元是造纸业高速增长期，“九五”末期我国人均GDP已达到800美元，进入了纸与纸板消费的快速发展时期。根据轻工部门“十五”规划预测2015年纸和纸板的需求量将达到8000万吨，到2020年将达到10000万吨。由于中国的经济保持着高速发展，我们可以有充分的理由预计2015年8000万吨的规划指标将会提前实现，新增加的3000万吨纸与纸板的产量中需要施胶的纸种如果60%使用乳液松香施胶剂就将新增35～40万吨硫酸铝的需求量，对我国铝盐行业的产能发挥是一项重要的保障。

讨论与结论：

1．由于我国的造纸工业以中小企业为主、纤维原料来源以废纸浆和草浆为主，各种类型的松香施胶剂仍将是我国施胶剂的主流产品。

2．市场经济的快速发展对纸和和纸板形成了巨大需求，我国的造纸工业产能正处于迅速上升的阶段，中国的造纸工业是铝盐产品最具活力和潜力的市场，

3．铝盐行业要加强本行业及相关行业的信息收集，在巩固与施胶剂配套使用硫酸铝的生产的同时，密切注意用于造纸工业废水处理的铝盐产品的开发与生产，保持可持续发展。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库我国造纸工业现状及硫酸铝产品在造纸工业的应用与前景 - 图文(2)在线全文阅读。