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紙和紙板被水浸透后機(jī)械強(qiáng)度幾乎全部喪失,一般只能保持干紙強(qiáng)度的4~10%,而有些特種紙如照相原紙、曬圖原紙、地圖紙、造錢(qián)紙等不僅有一定的干強(qiáng)要求,而且還要求被水浸透以后,仍能保持一定的機(jī)械強(qiáng)度和特性,為此需加入濕強(qiáng)劑以提高紙張的濕強(qiáng)度。濕強(qiáng)度是紙被水浸透以后仍能保持一定的機(jī)械強(qiáng)度和特性。加入濕強(qiáng)劑后,紙張的濕強(qiáng)度可達(dá)到原來(lái)干強(qiáng)度的20~40%。
古老的生產(chǎn)濕強(qiáng)紙的方法是對(duì)紙采用高溫加熱或在稀硫酸溶液中羊皮化。后來(lái)在二十世紀(jì)三十年代,人們發(fā)現(xiàn)一些水溶性合成樹(shù)脂加到造紙漿料中并在紙機(jī)上固化后能賦予紙張濕強(qiáng)度。此后,濕強(qiáng)劑的發(fā)展飛快,美國(guó)造紙工業(yè)中每年大約要用濕強(qiáng)劑約達(dá)1億美元。
現(xiàn)在應(yīng)用于漿料中的濕強(qiáng)劑按作用機(jī)理分主要有四類(lèi):
(1) 自交聯(lián)聚合物,主要為甲醛樹(shù)脂,包括脲醛樹(shù)脂、甲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)酯
(2) 纖維靜電結(jié)合,主要為聚乙烯ya胺樹(shù)脂、聚酰胺、聚胺、聚胺基酰胺。
(3) 與纖維形成共價(jià)鍵,主要為環(huán)氧lv丙烷、雙醛淀粉等。
(4) 聯(lián)聚合物,主要有聚酰胺 乙二醇,干酪素 甲醛等。
脲醛樹(shù)脂(UF)
脲醛樹(shù)脂(UF)是目前較普遍使用的一種濕強(qiáng)劑,為無(wú)色或草黃色、透明、均勻糖漿狀液體,與水能以任意比例混合而不沉淀。UF是由尿素與甲醛進(jìn)行反應(yīng),通過(guò)中間產(chǎn)物二甲脲縮聚而成的。
由于脲醛樹(shù)脂具有離子特性,當(dāng)加入紙漿中時(shí),樹(shù)脂就會(huì)被纖維所吸附,并留著在纖維上。一般認(rèn)為,樹(shù)脂可保護(hù)和增強(qiáng)存在于纖維上的氫鍵,從而降低了纖維的潤(rùn)脹和水化。它主要作用于對(duì)水敏感的半纖維素分子上。
脲醛樹(shù)脂加入前要過(guò)濾和稀釋成大約1%的溶液,加入量為0.5%~3.0%(對(duì)絕干原料)。網(wǎng)前箱pH值一定要在4.0~4.5之間,同時(shí)抄紙的pH值也應(yīng)在此范圍內(nèi)。通常加在沖漿泵位置,當(dāng)用松香施膠時(shí),很重要的一點(diǎn)是明礬、松香要先完成反應(yīng),否則陽(yáng)離子脲醛樹(shù)脂會(huì)與松香反應(yīng)產(chǎn)生泡沫狀的復(fù)雜沉淀物。脲醛樹(shù)脂濕強(qiáng)紙?jiān)诩垯C(jī)上一般不能達(dá)到其完全固化,所以必須要有一個(gè)經(jīng)過(guò)加快固化的過(guò)程。脲醛樹(shù)脂無(wú)論稀濃,pH值低于6.0時(shí)都會(huì)發(fā)生快速聚合。使用陰離子脲醛樹(shù)脂時(shí)應(yīng)加入硫酸鋁進(jìn)行催化。
分子量大的脲醛樹(shù)脂比分子量小的脲醛樹(shù)脂效果好,羥化程度越大的脲醛樹(shù)脂對(duì)提高濕強(qiáng)度越明顯。
脲醛樹(shù)脂主要用于紙袋紙、瓦楞紙和掛面紙板、磨木漿制成的紙、餐巾紙、標(biāo)簽紙和手提袋紙等。
濕強(qiáng)劑的影響因素
影響濕強(qiáng)劑增強(qiáng)的因素有很多,樹(shù)脂種類(lèi)、漿料種類(lèi)、添加條件及位置、漿中干擾物質(zhì)等均會(huì)影響其效果。濕強(qiáng)樹(shù)脂僅有高留著是不夠的,留著的樹(shù)脂還必須固化。
通過(guò)在濕部適當(dāng)位置加入干強(qiáng)劑和濕強(qiáng)劑,可提高紙頁(yè)的干濕強(qiáng)度,滿(mǎn)足不同性能紙種的加工和使用要求,還可加速紙料濾水,使其易于干燥,提高細(xì)小纖維和填料的留著率,促進(jìn)施膠。隨著紙機(jī)的高速化、紙張的高定量化、紙機(jī)用水的封閉化和產(chǎn)品的多樣化,增強(qiáng)劑越來(lái)越顯示了其重要性。今后對(duì)增強(qiáng)劑的研究開(kāi)發(fā)要結(jié)合經(jīng)濟(jì)、效果評(píng)價(jià)等因素綜合考慮。