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造纸工业中聚丙烯酰胺的角色扮演

造纸工业中聚丙烯酰胺的角色扮演   聚丙烯酰胺在造纸工业中的主要应用有两方面:一是提高添料、颜料等的存留率,以降低原材料的流失和对环境的污染;二是提高纸张的强度。 1.提高原料等的存留率   PAM在在造纸的网前箱或叶轮泵处加入后,通过PAM的絮凝作用,使颜料、填料和纤维沉积而减少它们在白水中的流失量。例如,在纸浆中加0.25%-0.5%的PAM后,使纸张沉降速度增加20-80倍。白水中固体含量降低约为66%,纸张灰度增加,白水等填料的存留率提高8%-18%。填料存留率可由原来的50%-60%提高到80%-90%。据文献资料介绍,用PAM后每吨纸可节约用浆20kg,不仅起到增产节约的作用,还因改进填料、颜料、燃料在浆中的分布均匀性而改善了纸的结构,延长铜网的使用寿命,减少毛毯的堵塞,使设备易于操作。 使用PAM后,还大大降低了白水的浊度,减少环境污染。据某牛皮纸厂统计,向苛化液中加入PAM后,可改善白水的澄清度。如果单采用无机絮凝剂,则效果不如用无机絮凝剂与高分子絮凝剂配合处理的效果。如亚硫酸法造纸废液具有化学耗氧量(COD)2500mg/l,使用硫酸铝25mg/l及水解PAM2mg/l配方处理,COD可下降到200mg/l以下。经水解度为5%-10%、相对分子质量为550万-100万的PAM1mg/l和硫酸铝500mg/l配合处理(经调PH值至7.5-8.5),可使白水变为无色透明的液体,悬浮物降到50mg/l以下。 2.提高纸的干强度和湿强度   聚丙烯酰胺可作为纸张和纸卡的干强度添加剂,当把PAM加入纸中时,抗张强度、耐折性、耐破性等一类干强性质均得到改进。另外,使用PAM还可以提高拉撕性、多孔性、改性视觉和印刷性能。   所用的PAM可以是水解PAM,相对分子质量约为1200万左右。聚丙烯酰胺与明矾一起使用,在调节PH值下能获得良好的效果。当PAM用于精练择作时,便可得到较高干强度的精练纸浆。 3.作长纤维抄纸的分散剂   以前长纤维抄纸都用植物黏液,如刨花楠、莼莉、青枫梗及糯叶。这种植物黏液的供应受季节的影响很大,不适应造纸工业机械化生产,经常因耗用量大而无法满足需要。用PAM代替植物黏液已应用在我国一些纸厂。用水解度为20%-30%,相对分子质量为700万的PAM作分散剂,各项技术指标都达到并超过植物胶的水平。每万张蜡纸可比原来的工艺节约4.25-11.71万元,并且由于使用了PAM,可提高运转率及车速10%。 4.增加乳液(或纸浆液)的稳定性   PAM对天然胶乳能起到比聚乙烯醇更大的稳定作用,因而是胶乳的良好增稠剂。当把PAM加到60%的胶乳中存放两星期后,黏度可提高1.5-2.0倍。 5.纸张涂布的颜料黏结剂   把PAM和淀粉以1∶2的比例混合,作为良好的黏结剂而用于纸张涂布中。 6.纸张涂饰剂   PAM和二醛反应可以获得水不溶性,这个性质可用于纸张的涂饰中。 造纸工业所用PAM,由于使用目的不同,对聚合物的相对分子质量、羧基含量(水解度)的要求也是不同的。一般的规律是:用作絮凝剂的相对分子质量要尽量高一些,而水解度则要低一些;用作分散剂的相对分子质量则要小些,羧基含量要多一点;用作干强剂的居于上述两者之间。   在造纸工业中,许多中小纸厂均采用草类纤维或其他纤维做原料,为了提高产品质量和增加产量,常采用各类化学补强剂,PAM是国内外造纸工业大量使用的助剂,但因价格高,影响应用范围。淀粉作为传统的造纸添加剂,其效果不如PAM,而接枝型PAM恰好弥补了前两者的不足。由于在淀粉分子骨架上连接了PAM支链,相对分子质量大大增加,接枝支链上无数个酰胺基与纸浆的纤维素或半纤维素分子的羟基形成氢键结合,有较强的吸附作用。因此,用淀粉-丙烯酰胺等的接枝共聚物作为造纸添加剂,不仅起到了助留、助滤的作用,提高了纸的强度,而且与一般PAM相比,降低了成本,增加了经济效益。

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