AKD中性施胶原理与.ppt

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1、AKD中性施胶原理与技术天津科技大学造纸科学与工程系查瑞涛化工助剂主要内容中碱性施胶AKD的合成与乳化AKD的施胶机理AKD中性施胶过程中的故障排除一、中碱性施胶中碱性施胶的原因主要是为了使用碳酸钙损纸或白水中的碳酸钙与硫酸铝接触会引起pH变动、系统产生气泡、留着率低下、成纸有针孔等问题含碳酸钙的抄造系统，pH必须维持在6.5以上纸料中大量的碳酸钙能将pH缓冲维持在pH7.8-8.5，此范围不适合松香施胶系统。中性/碱性施胶的机理松香胶的施胶机理主要依靠静电吸引力AKD主要通过共价键的化学作用纸料中机械浆的含量增加时不利于使用AKD施胶阴离

2、子杂物的量随pH的增加而增加在酸性抄纸添加下，硫酸铝可以充分控制阴离子杂物中性施胶的优点与缺点-工程应用优点缺点碳酸钙可被用作填料存在施胶剂水解问题容易脱水(脱水速度快)工程温度受控制减少打浆和干燥的能源消耗使用酸性化学浆(pH<4)会引起问题垢物生成少使用机械浆时存在阴离子垃圾问题减少吨纸耗水量网布和毛布易磨损和堵塞，微生物活性高时易产生腐浆，存在无机物沉积和纸面拉毛问题填料代替部分纤维，纸料更为便宜优化助留系统较为麻烦腐蚀性更小化学品相容性差，需更贵的染料，荧光增白剂效果较差,需要湿强剂中性施胶的优点与缺点-产品质量优点缺点提高纸张强度

3、，可容纳高填料和弱纤维(如阔叶木)施胶熟化可能不完善调节施胶度困难高填料量提供高不透明度施胶逆转和施胶消失现象印刷适性好为提高不透明度需更细的填料高湿状态下压光不黑化成为可能pH>7.5时使用机械浆导致黄变纸张永久性提高复印纸与墨粉粘结力不足化学抵抗性提高高度施胶时纸张表面打滑荧光增白剂使用量高纸张光泽度低二、AKD的合成与乳化AKD为不饱和内酯原料：饱和脂肪酸(棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、花生酸)AKD的合成AKD的乳化与乳液指标75~90oC,阳离子稳定剂，少量的表面活性剂加入AKD块片，融化将混合物强行通过均质器，然后冷却还可以

4、加入少量的促进剂和少量的杀菌剂少量水高速剪切O/W乳液增效剂熔融AKD乳化剂O/W乳液大量水高速剪切快速冷却成品储存W/OO/WAKD的乳化与乳液指标粒径:0.5~2m,平均1m固含量:6~13%(几年前);15±0.5%，20－25%(目前)pH值：3－5，粘度：≤15mPa.s（25摄氏度）保质期：3个月（室温密闭，避免冰冻曝晒）固含量中的20~40%为阳离子淀粉或其它更强阳离子性的聚合物稳定剂“第三代”高固含量AKD(极少水解和迁移)产品中保护剂的含量高达AKD本身含量的1.5-2.0倍三、AKD的施胶机理AKD的反应活性与纤维素

5、反应的活性低于ASA水解产物为固体的酮类化合物,可以被留着在纸张上AKD本身形成沉积物的危险性较小，但在水解过程中产生的不稳定中间体-酮酸,能和钙离子形成相对稳定的粘性沉淀物质AKD的反应活性AKD施胶机理AKD施胶机理AKD必须先铺展到纤维表面才能发生酯化反应，但是水解反应却不需要随着温度升高,水解速率上升快于酯化速率的上升,因此升高温度不利于施胶有必要设计湿纸页干燥温度曲线分布图，在可能的前提下尽快尽早地排除过剩的水份在纸张加工前加速AKD胶的熟化聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）或其它阳离子聚胺能加速AKD的熟化，但也有可能加速水解反应四、

6、AKD施胶过程中的故障排除乳液水解和胶粘物问题留着率过低问题施胶度不足问题熟化过慢问题施胶消失和施胶逆转问题乳液水解和胶粘物问题AKD产品pH在2.5-3.5的范围内当pH>6时,其反应性大大增加(打开内酯结构)AKD乳液最好在25oC以下储存和运输由于乳液呈酸性,储存和泵送时需要耐腐蚀设备AKD留着率过低问题填料和细小纤维的留着率远小于纤维填料和细小纤维的比表面积大，吸附大量的AKDAKD附着在未被留着的填料和细小纤维上，促使AKD水解AKD被填料吸附:大部分施胶剂被包围在填料聚集体的内部，无法铺展在纤维表面，干燥阶段无法正常与纤维反应提

7、高留着率的方法填料加入之前在浓浆处加入AKD(但可能加速AKD分解)优化助留系统，往往比选择更佳的AKD还要重要提高留着率的方法阳离子淀粉可以优先将AKD沉积在纤维表面，增进施胶效率施胶度不足问题检查下列指标或性质pH(Basicity)碱度(Alkalinity)阴离子垃圾量(AnionicTrash)系统电量(SystemCharge)纸料温度(StockTemperature)干燥温度曲线分布(DryingTemperature)pH(basicity)和碱度(alkalinity)碱度:表示水相的缓冲能力(主要由于HCO3-离子),

8、折算成碳酸钙的浓度mg/L(ppm)pH和碱度对AKD施胶的影响是互相关联的碳酸氢根离子具有质子转移催化作用理想的碱度范围:50-200ppm,否则AKD胶的熟化会失败应避免高碱