中性施胶剂的分类及研究现状

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1、http://www.paper.edu.cn中性施胶剂的分类及研究现状杨开吉苏文强沈静东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040摘要：施胶是造纸过程中一个非常重要的工艺过程，可分为酸性施胶和中性施胶，本文着重对几种中性施胶剂的研究现状进行了综述。关键词：中性施胶剂；分类；研究现状酸性施胶使用松香胶施胶剂，必须要加入硫酸铝，由于在酸性条件下易产生纤维素的水[1]解，对纸张的强度有不良影响；酸性施胶加入过多的矾土会使得纸页发脆，强度降低。另外，会导致水中TDS(总溶解固体物含量)和COD(化学耗氧量)指标

2、过高，引起严重的环境污[2]染。进入20世纪90年代后，作为造纸主要原料的木材资源日渐缺乏，纸和纸张价格飞涨。而且，人们对于纸张白度的要求越来越高，二氧化钛（TO2）价格昂贵，供应紧张。造纸用碳酸钙多来自白垩，其中含有少量CaO，加填系统pH值为7左右。从降低成本考虑，加廉价的碳酸钙生产高灰分纸是势在必行的。另外，酸性施胶条件下，容易引起设备的腐蚀，纸或[3]纸板的耐久性差，物理性能特别是耐破度及撕裂度差。中性、酸性抄纸性能比较如下表所示：特性中性条件酸性条件强度较强较差耐久性较长，不易发脆发较短，易发脆发黄黄对纸机及设备腐蚀

3、轻重白水封闭易较难抄纸用水量少多废水处理容易且量少较难且量大总的来说，造纸工业由酸性造纸向中/碱性造纸的转变，即由酸性施胶向中/碱性施胶的转变，已经成为不可逆转的趋势，这是国际造纸技术的必然发展趋势。1松香类中性施胶剂。1.1阴离子乳液松香胶的中性施胶-1-http://www.paper.edu.cn关于阴离子松香胶乳用于中性施胶的研究很多。从80年的聚合氯化铝-阴离子分散松香胶中性施胶技术，到90年代初阳离子中性施胶技术，国外的中性施胶技术得到了很大的发[4]展。近年来也有采用松香皂胶与聚胺或某些金属离子配合进行中性施胶研

4、究的报道。阴离子乳液松香胶在中性或偏酸性条件下借助于特殊留着剂，能沉淀于纤维表面。目前国外也有中性施胶松香胶乳，例如日本近代化学工业株式会社推出的中性松香施胶剂R-10系45%白色胶乳，属阴离子型，pH值为5.8，乳胶颗粒尺寸为0.28微米，可用于中性施胶。乳化剂阴离子增效剂阴离子分散剂松香高分散松香胶阴离子乳液松香胶马来松香图1阴离子乳液松香胶的制备阴离子乳液松香胶的施胶机理：在纸浆体系中，添加的阴离子松香胶，与加入的正电性添加物质发生反应，呈现正电性，从而依靠静电引力吸附到纸浆纤维上。吸附作用发生后，分散性的正电性松香粒子

5、较为均匀地分布在纤维表面。进入干燥部，正电性较低的松香粒子的疏水基、亲水基转向定位。通常情况下，松香粒子在干燥部借助于铝离子而实现其固着，[6]完成施胶。实际应用时，阴离子松香胶乳和上述特殊留着剂是分别添加的，即采用的是双组分体系中性施胶剂。因为如将两者加在一起进行施胶，由于相反离子间的静电引力，会很快产生絮凝物而难于达到预期的效果。目前，这种双组分体系有DRS/PAC、DRS/CPAM、DRS/PAE[5]（阳离子聚酰胺多胺环氧氯丙烷）等。其中，DRS/PAC双组分中性施胶体系十分重要。1.2阳离子分散松香胶阳离子分散松香胶

6、是美国Hercule公司于80年代中期推出的松香系施胶剂，称之为第四代松香胶，分散松香胶的阳离子化有两种类型：阳离子分散型和自身阳离子型。乳化剂阳离子增效剂阳离子分散剂阳离子松香乳液松香胶阳离子松香胶乳改性松香图2阳离子松香胶的制备1.2.1阳离子分散型阳离子分散型松香胶是指通过阳离子乳化剂对松香进行乳化，使松香胶乳表面带有正电荷而得到的阳离子乳液，在这种松香胶的制备过程中，也经常添加助乳化剂、稳定剂等，对-2-http://www.paper.edu.cn[7]松香胶进行进一步分散和乳化。这种分散松香胶的特点就是，胶料体系由

7、水及分散于其中的阳离子型松香胶粒组成，即既有较强的分散性，又有一定的阳离子性，得到高分散松香胶。[8]典型的阳离子分散剂或表面活性剂有如下几种：~~CHCHCHCH~~~~CHCHCHCH~~222O=CC=OCOOCHCHN(CH)2232NCHCHNHCHCHNH22222~~CHCHCHCHCHCH~~222COOC4H9COOCH2CH2N(CH3)21.2.2自身阳离子化利用羟基的反应或通过松香与不饱和阳离子小单体共聚在松香分子上引入阳离子基，以[9]实现阳离子化。实际上自身阳离子化就是通过形成阳离子表面活性剂而对松

8、香进行乳化和分散，得到高分散胶。+HRCOOH+CH2CHCH2ClRCOOCH2CHCH2ClOOHCH3CH3CH3NCH3+RCOOCHCHCHNCHCl223OHCH3通常情况下，在这种松香施胶体系中，加入一定量的硫酸铝，可提高其施胶效果，但[10]不宜过多，否则会产