1非纤维添加物质应用(一)

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1、第三章非纤维添加物质的应用（一）本章概述－－添料（调料）的目的提高纸页质量，赋予纸页某些特殊功能。（如抗水、增强、柔软和色彩等）增加产量，改进操作，减少流失，降低成本。（如加填、助留、消泡等）常用的添料工艺施胶加填染色使用化学助剂施胶一、概述（一）施胶的目的赋予纸页抗墨水、抗油、抗血、抗水和水汽浸蚀的功能。（二）施胶程度（施胶度）分为重施胶、中度施胶、轻度施胶和不施胶。（三）施胶方法纸内施胶（浆内施胶）纸面施胶（表面施胶）双重施胶（浆内和表面均施胶）（四）施胶剂松香胶类（松香胶、强化松香胶和分散松香胶等）合成胶（中性施胶剂AKD等）表面施胶剂（氧化淀粉、聚乙烯醇PVA

2、、羧甲基纤维素CMC等）（五）施胶度的测定常用方法：墨水划线法表面吸收重量法（Cobb法）浸没法（吸收重量法）等Cobb法测定仪(六)施胶和施胶剂的发展概况1807年发明了松香胶浆内施胶。1807－1940，用硫酸铝作沉淀剂，酸性施胶（pH值4－5）。带来一些设备腐蚀，纸页脆性，白度下降等问题。1950－1970，开始寻求更有效的施胶剂和施胶工艺。50年代开始采用合成胶料，进行中性施胶。70年代后发展迅速。为碳酸钙加填提供了条件。施胶和施胶剂的发展概况松香胶的发展1807－1920，皂化松香胶为主。1930－出现高游离松香胶（分散松香胶）。1940－出现强化松香胶。但

3、是，国内目前使用最普遍的还是皂化松香胶。施胶和施胶剂的发展概况合成胶料的发展国际上目前采用较多的合成施胶剂1、AKD（AlkylKeteneDimers）烷基烯酮二聚物2、ASA(AlkylSuccinicAnhydride)烯基琥珀酐国内已有采用，但还不普及。二、施胶效果理论（一）液体在纸页上的扩散与渗透纸或纸板主要由纤维组成，纤维具有亲水性。纤维本身有微细管，纸页上又有许多孔隙，能起毛细管作用，这样液滴便会在纸面上产生扩散与渗透现象，使纸具有吸液性能。阻止纸页的吸液性能，就要防止液体在纸页上的渗透与扩散。（二）接触角与表面润湿液滴能否在纸面产生扩散并使其润湿，主要

4、取决于纸面对液滴的附着力和液滴本身的内聚力之间的平衡关系。附着力>内聚力－－液滴产生扩散内聚力>附着力－－形成液珠纸页抗拒液滴润湿的方法1、降低纸面对液滴的附着力2、增加液滴本身的内聚力内聚力是液滴本身固有的物理性质，一般不予改变。唯一的方法是降低纸面对液滴的附力。而内聚力与附着力之间的平衡关系主要取决于两相间接触角的大小。液滴在纸面上三相交界面的受力状况杨氏方程（T.YoungEquation）sv=sL+Lvcossv－－固、气两相间的比表面能；sL－－固、液两相间的比表面能；Lv－－液、气两相间的比表面能；－－液、固两相间的接触角。杨氏方程（T

5、.YoungEquation）整理变形，得到sv－sLcos=------------------Lv以=90o，cos＝0，作为润湿的判据。当>90o时，cos<0，表面不润湿；当<90o时，1>cos>0，表面润湿。为使表面不润湿，则应使sv－sL<0即降低纸面的sv。可采用比表面能较低的物质（施胶剂）均匀的分布在纤维表面，以降低纸面的sv。施胶理论－－Washburn方程：液体在毛细管中的上升速度RdLrcosR=------=------------dt4LL－－浸透深度（cm）;t－－浸透时间(s)；－－液体比表面能自有能

6、，（N/cm）；－－液体粘度（Pa.s）；r－－毛细管半（cm）；－－液、固两相间接触角（度）。对于某一纸种及某一液体，毛细管长度L，液体表面张力以及粘度可视为定值，因此液体在纸页上的渗透速率R只与毛细管半径r及纸面与液体两相间接触角有关。毛细管半径越小，接触角越大，则渗透越困难。胶膜学说根据上述公式，有研究者提出了“胶膜学说”。认为施胶可使松香沉积在纸面上，热固后形成胶膜可堵塞纸页的毛细管（降低毛细管半径），从而提高了纸页抗水能力。后来的电镜实验证明，施胶的纸面并没有被胶膜覆盖，胶粒也没有将毛细管都堵塞，因而否定了这一学说。（三）施胶效果的产生－－接触角

7、理论根据T.Young方程和Washborn方程，增大液固间的接触角均有利于纸页阻抗液体的吸收。因此，接触角理论认为，施胶的效果主要是由于松香胶微粒被吸附在纸页的表面，改变了纸页表面的性质，即增大了液固间的接触角，减少了纸面对液体的附着力。三、施胶过程理论纤维和松香粒子在水中均带负电荷，相互不能接近。为了使松香胶粒子与纤维结合，必须消除这一障碍。由胶体电位（电泳淌度、Zeta电位）的研究证实，在pH4－6范围内，松香胶加入硫酸铝液后，所生成的沉淀物具有正电性，这一现象与施胶过程有重要的关系。（一）施胶过程中的铝离子化学1、水合铝离子矾土溶液的重要组成