1. 研究目的与意义
在造纸工业中,主要采用浆内施胶与表面施胶来提高纸页的抗水性能及表面性能,减少甚至去除浆内施胶,有利于白水回用。因此,提高表面施胶剂的性能,使纸张适应印刷行业的需要已经迫在眉睫。
本实验的研究目的是提高纸张性能,改善其印刷适应性,降低成本,减少环境污染。表面施胶又称表面涂胶,是在纸机干燥工段适当位置装设表面施胶装置,将一种或多种物质的水分散液,用于表面施胶装置中,使纸或纸板的正反两个表面均匀的涂上一薄层胶料,再经干燥后使纸表面形成一层胶膜,以达到提高纸张或纸板的表面强度,改善产品的抗水性、适印性及挺度等性能。
表面施胶的意义在于:用表面施胶方法可以使胶料近似100%的留着于纸张上,克服了浆内施胶的胶料流失,提高了施胶剂的利用率,有利于纸机白水的封闭循环使用;通过选择不同配方的表面施胶剂、表面涂布量调节,可提高纸张的表面强度,有效控制施胶度,可以根据生产要求较快地进行方案调整,取得不同施胶效果;在纸浆内添加的众多助剂,相互匹配与影响问题很突出,而表面施胶剂则无此方面的问题,并且表面施胶剂还不受抄纸水质,水温和ph值的影响,可获得稳定的施胶度;在中性施胶过程中,由于存在着施胶剂的水解问题,内部施胶添加不能过多,而且添加过多的浆内施胶比如akd等会产生纸张滑性等问题,所以,必须通过表面施胶来达到施胶效果;应用表面施胶剂还可以大幅降低浆内施胶剂的用量,甚至完全代替浆内施胶,具有可观的成本效益,并可以减少浆内施胶造成的机械污垢等问题。
2. 国内外研究现状分析
随着高分子应用化学及合成工艺的发展,表面施胶剂也在不断发展[1],在传统种类基础上,出现了多种改良产品,以适应纸张品质不断提高的要求。按照改进方式,可以分为三大类:浆内施胶剂用作表面施胶剂;改良原有的表面施胶剂产品;将多种表面施胶剂相结合。
国内纸厂使用最多的表面施胶剂是淀粉及改性淀粉、pva等,聚合物表面施胶剂的研究和应用[2]。国内纸机表面施胶从80年代开始,目前主要使用对象是涂布原纸、印刷书写纸和胶版纸等,以丙烯酸胶乳、丙烯酸丁酯醋酸化聚乙烯醇、磷酸酯淀粉作为表面施胶剂。磷酸酯化聚乙烯醇可以降低其流动力度,使用时不易结皮。综合原料成本和应用效果,我国使用最多的表面施胶剂是淀粉及改性淀粉。
目前中高档纸生产中使用相对较多的表面施胶剂主要有德国basf公司[3-5]的ds一400(sae类)、日本播磨公司生产的k n 一5 0 0(saa类)、kn~720(sma类)。苯乙烯一来酸酐聚合物是国外最早开发且目前仍占据主要市场的产品。近几年,国外在造纸过程中,极力降低内施胶剂的用量,而将施胶不足部分由表面施胶加以弥补的应用已越来越普遍。以日本为例,其代表性的表面施胶剂为:苯乙烯马来酸,苯乙烯丙烯酸和链烯马来酸等共聚物的碱金属盐已作为新一代的表面施胶剂在造纸过程中得到广泛应用。英国许多造纸厂已由酸性施胶转为中性施胶,并采用碳酸钙作为填料,为适应这个需要,roelee造纸化学品股份有限公司开发研制出:rl一e30乳液型强化松香胶、neusize一中性乳液型松香胶和合成akd乳液胶。
3. 研究的基本内容与计划
内容:
1、合成胶粘剂对涂层性能的影响
1.1合成胶粘剂涂布纸对涂层强度(包括表面强度)的影响
4. 研究创新点
淀粉是一种天然高分子碳水化合物,天然的淀粉是脱水葡萄糖单元由α-1,4糖苷键(直链)或α-1,6糖苷键(支链)连接而成的高分子物质。改性淀粉作为表面施胶剂已经变为一个炙手可热的研究方向。[12-13]造纸工业对表面施胶用的淀粉的主要要求是黏度、粘结强度、离子性、胶液稳定性和成膜性等指标。淀粉作为表面施胶剂的优势:原料丰富,价格便宜;天然高分子产品,使用无毒无污染;可循环使用;优良的表面增强效果;很好的改善了印刷效果。
本课题的创新之处在于:
(1)以高分子的淀粉作为乳化稳定剂,克服小分子乳化剂的缺点,提高乳化效果。
