干强剂的种类和性质简介

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：干强剂可分为天然动植物胶、合成树脂、水溶性纤维素衍生物等3大类。目前，工厂最常用的商品型干强剂主要是淀粉及其衍生物、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素。控制二者的比例及其他条件，可以得到不同分子质量和电荷密度的阴离子聚丙烯酰胺。用作干强剂的APAM相对分子质量为40万～60万，羧基含量为4%～10%。一般用作干强剂的聚丙烯酰胺多用阳离子型，便于与带阴电荷的纤维结合。通常阳离子基的含量高于阴离子基，因此其净电荷呈阳性。

干强剂可分为天然动植物胶、合成树脂、水溶性纤维素衍生物等3大类。

①天然动植物胶：包括淀粉衍生物、明胶、桃胶等。

②合成树脂：包括聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与丙烯酸共聚物、聚乙烯醇、脲醛树脂、酚醛树脂、醋酸乙烯等。

③水溶性纤维素衍生物：包括甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等。

很多水溶性的能形成氢键的聚合物可用作干强剂。事实上，植物纤维本身就含有天然干强剂半纤维素。目前，工厂最常用的商品型干强剂主要是淀粉及其衍生物、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素。

（一）淀粉及其衍生物

1.原淀粉

①结构：详见本章第二节一中（二），“表面施胶剂”部分。

②应用：可将淀粉加入成浆池中，或稀释成质量分数为0.5%～1%的溶液加入稳浆箱或流浆箱，也有在长网纸机网部水线附近喷入，多圆网纸机也可在伏辊处喷入湿纸层间。使用原淀粉时，淀粉用量为0.5%～5%。糊化淀粉的黏度高，流动性差，稀释后有时会产生沉淀和分层的现象，使用起来不方便。

2.改性淀粉

淀粉改性的主要方法见“表面施胶剂”部分表2-9。

几种常用改性淀粉的应用：

①阳离子淀粉：干强剂、助留助滤剂、表面施胶剂。

②氧化淀粉：表面施胶剂。

③阴离子淀粉：浆内施加时松香胶的增效剂、涂布用胶黏剂。

④两性淀粉：既含阳离子基团，又含阴离子基团。

⑤接枝共聚淀粉：增强剂、助留助滤剂。

（二）聚丙烯酰胺（PAM）

聚丙烯酰胺是造纸过程中使用最多、最普遍的一种多功能添加剂，分为阳离子型、阴离子型和非离子型3种形式，根据分子质量、水解度和电荷性的不同，其性能也不同，既可用作干强剂、湿强剂，又可用作助留助滤剂、絮凝剂，也可用作分散剂、表面施胶剂和黏合剂等。

聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺单体通过游离基聚合形成的线性非离子聚合物。根据不同的聚合方法和条件，其平均相对分子质量可从几千到上千万。其产品可为粉状、水溶液或油乳液。聚丙烯酰胺是非离子型，其性质较活泼，但在纸浆中的留着率很低，很少直接加入浆中使用，而是改性成阴离子型或阳离子型聚丙烯酰胺后使用。

以一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸为原料，在一定条件下，通过共聚反应得到阴离子聚丙烯酰胺（APAM）。控制二者的比例及其他条件，可以得到不同分子质量和电荷密度的阴离子聚丙烯酰胺。用作干强剂的APAM相对分子质量为40万～60万，羧基含量为4%～10%。APAM不能直接被纤维吸附，需要在明矾作用下才能发挥其最大效益。高分子质量低水解度而带强阴电荷的APAM能对纤维起分散剂的作用。

阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）可直接定着于纤维上，不需要专门的助剂。具有较宽的pH适用范围，在酸性、中性或碱性条件下，加不加硫酸铝均能提高纸张干强度。CPAM的相对分子质量为1万以下用作分散剂，50万～100万用作干强剂，200万～1500万用作絮凝剂。一般用作干强剂的聚丙烯酰胺多用阳离子型，便于与带阴电荷的纤维结合。

聚丙烯酰胺的分子质量过高，黏度高，絮凝作用大，过强的电荷密度也会引起局部絮凝，均对增强作用和纸页匀度不利。高分子质量而低电荷密度的CPAM和APAM有助留和絮凝的作用，而低分子质量带强阳电荷的CPAM也有助留助滤作用。用PAM作为增强剂，常用量为0.1%～0.5%，最高用量为1%。

PAM对所有的化学浆、半化学浆都有增强作用，但对机械浆作用较差，当浆料中机械浆配比超过50%时，增强作用几乎丧失。

两性PAM可有粉状、水溶液胶体和乳液等不同形式，平均相对分子量可从几千到上千万，其显著特征是既有阴离子基又有阳离子基。阴离子基为羧基，阳离子基为季铵基、叔胺基或伯胺基。通常阳离子基的含量高于阴离子基，因此其净电荷呈阳性。

（三）羧甲基纤维素（CMC）

羧甲基纤维素（CMC）是纤维素的衍生物，通常是用其钠盐的形式。羧甲基纤维素中的羧甲基能在纤维之间起着交联结合的作用以及增强纤维之间的结合力。羧甲基纤维素可单独使用，也可与淀粉混合使用，此外还可用作湿强剂和表面施胶剂。羧甲基纤维素在水中的溶解度较大，易于随同白水流失，因此使用时应加硫酸铝作为助留剂以提高使用效率。

干强剂的种类和性质简介

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