第七章 纸料的絮聚与助留助滤化学ppt课件.ppt

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1、第七章纸料的絮聚与助留助滤化学纸料絮聚是指由各种絮聚剂或助留助滤体系所引起的纸料间的聚集。纸料的絮聚程度和方式直接决定纸料的留着率和滤水性能及成纸匀度等。因此，纸料的助留助滤机理与纸料的絮聚机理密不可分，研究中常将纸料的絮聚机理等同于其助留机理。造纸湿部助留/助滤是在纸幅成形之前，通过向纸料中加入絮凝剂引起的纸料的适当絮聚，以达到提高纸料留着率和改善纸料滤水性能的目的。良好的助留助滤体系不但可提高纸料的留着与滤水性能，适应纸机高速化的发展趋势，还应尽量减少对纸张匀度和其他物理性能的不利影响。第一节纸料组分的留着方式纸页的成形是纸料各组分在抄纸网上脱水

2、形成以纤维交织层为骨架结构的湿纸幅的过程。上网纸料中一部分留在网上构成湿纸幅，另一部分则通过抄纸网随白水流失。构成纸幅的纸料组分通过机械和化学的两种机理留着在抄纸网上，即机械截留和胶体聚集作用。随着纸机车速的提高和助留剂的使用，胶体聚集作用在纸料留着机理中所占比重越来越大，因而逐渐成为纸料尤其是细小纤维组分的主要留着机理。以机械截留和胶体聚集作用留在纸幅中的纸料组分相对于总纸料量的比率，常以留着率来表示。1、机械截留作用机械截留作用是指抄纸网对纤维的截留作用和在纸机网部形成的纤维交织层对细小组分的截留作用。机械截留作用开始时不能对细小纤维和填料产生机械

3、截留作用，仅有粗大的纤维被网部截留，当长纤维形成一定厚度的浆垫后，细小组分才会被截留，从而导致纸幅的网面结构比较粗糙，而毯面的结构光滑、致密。纸幅的两面差，即网面结构比较粗糙而毯面结构光滑、致密，与纸料留着的机械截留机理有关。随着纸机车速的提高，单纯的机械截留作用只能使很少部分的细小纤维和填料留在纸幅中，大部分随纸机白水流失。机械截留作用仅对纸料中长纤维的留着有效，为了增加细小组分的留着率及其在纸页中的分布均匀性，应使细小组分吸附在纤维表面，随长纤维组分一起通过机械截留作用留在纸页中，或使细小组分之间聚集成大的聚集体，直接截留在纸幅中。细小组分对纤维的

4、吸附和细小组分间的聚集均与胶体聚集作用有关。2、胶体聚集作用在造纸过程中，胶体聚集是细小组分留着的主要机理，包括细小组分间的聚集和细小组分与纤维间的聚集。前者形成的聚集体仅含有细小组分，必须靠机械截留作用留在纸幅中，待其留在纸幅中时，抄纸网上已经形成了部分纤维交织层，这部分先形成的纸幅必定含有很少的细小组分，从而造成纸幅的两面差。细小组分间的聚集还会因填料粒度的增大和在纸幅中分布不均匀而降低填料的光学性能，此外细小组分的比表面积较大，吸附了更多的助剂，细小组分的不均匀分布也会导致各种助剂的不均匀分布。后者细小纤维吸附在纤维上，与纤维一起在成形部被截留在

5、纤维形成的浆垫中。在造纸过程中应尽量避免纤维与纤维和细小组分与细小组分之间的聚集，尽量促进细小组分与纤维之间的絮聚。胶体聚集由各种助留剂引发，由于所用助留剂不同，引发的纸料聚集机理也不同。最早的助留剂是硫酸铝，带负电荷的纸料各组分靠铝离子的电中和作用，引起纸料组分的失稳凝聚。后来，又以单一阳离子聚合物如PEI通过电荷补丁机理引起纸料组分的凝聚。单一聚合物和双聚合物的助留体系中，高分子聚合物则通过桥联机理引起纸料的絮聚。一般认为，桥联机理是纸料留着的主要聚集机理。微粒助留体系则以多种聚集方式引起纸料的聚集，并称之为微粒絮聚机理。电中和作用、电荷补丁模型和

6、桥联机理是胶体的基本聚集机理3、纸料留着率纸料留着率是指留在纸幅中的物料量与生产中加入的物料量的百分比。纸料总留着率为进入卷纸机处的纸页所含物料量与送到纸机湿部的物料量的比例，也称总留着率。对于白水封闭循环程度较高和损纸得到充分利用的纸机，总留着率应达95％以上，一般纸机也应在90％～95％纸料单程留着率为离开伏辊的湿纸页中所含物料量与离开流浆箱的物料量的比率，也称首程留着率。纸料单程留着率随助留剂的使用情况差异很大，一般为20％～90％。单程留着率常针对某一组分进行计算，如细小纤维单程留着率、纤维单程留着率、灰分或填料单程留着率。纸料的单程留着率可用

7、下面的近似公式进行计算：式中：Ch——流浆箱中纸料的浓度Cw——网下白水的浓度结果是一个相对值，因为湿纸页带走一部分水，但计算的单程留着率足以评价助留剂的助留效果。4、实验室中纸料留着率的测定直接测定法：实验室抄片法动态留着率测定仪间接测定法：絮聚分析仪实验室抄片法利用手抄片的绝干质量来计算纸料留着率R，通过测定纸浆、手抄片灰分和填料的灼烧减量还可计算出灰分的留着率。计算公式：WH－恒重后手抄片质量（g）；WHA－手抄片灰分质量（g）；WFH－所用纸料的绝干质量（g）；WFHA－所用纸料的灰分质量（g）；WS－手抄片用绝干浆质量（g）；AS－纸浆灰分含

8、量（％）；WFR－所用填料绝干质量（g）；L－填料的灼烧减量（％）动态留着率的测定：在普通抄片