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造紙行業最重要的過程助劑——助留助濾劑

助留助濾劑作為造紙行業最重要的過程助劑,其種類繁多、作用形式多樣、影響運行明顯,是紙機生產穩定的最關鍵因素之一,因此我們有必要對助留助濾化學品有一個客觀的認識。

重點指標

由于當前常用的大部分助留助濾劑為合成高分子化學品(當然也有諸如膨潤土、硅溶膠等不屬于此類),因此以下介紹主要針對合成高分子類助留助濾劑。

主要分為直鏈、支鏈和交聯三種。分子結構部分決定了化學品的反應特性,如CPAM更多屬于直鏈分子,其作用方式主要是通過長鏈分子進行捆綁架橋;而陽離子淀粉、PEI和有機微聚物通常含有支鏈和交聯結構,它們能夠形成網狀從而加強對填料、細小纖維、化學藥品等物質的接觸。

聚合度指聚合物分子鏈中連續出現的重復單(或稱鏈節)的次數。對于助留助濾化學品來說,聚合度通常意味著-(CH2CH2) 的數量。電荷類型

電荷類型主要分為陽離子型、陰離子型和非離子型三種。最為常見的助留助濾系統為二的陽離子型助留劑+陰離子型助濾劑系統。(當然也有一些比較非主流得使用方法,如前面加入陰離子聚丙烯酰胺,后面加入大量陽電荷物質進行補?。?。

文化紙常用陽+陰,包裝紙常用陽+陽,白板紙常用陽+微或陽+低分子量陽。電荷密度及離子度

離子度是化學品生產過程中使用的概念,然而即便離子度數值正常,也不代表著實際使用上化學品沒有問題。離子度更多是配料中含電荷部分與不含電荷部分的比值,單位為%。然而這些含電荷單體是否接枝上去了,單純通過離子度是無法衡量的,有時候(一些低檔化學品)更多單體并未被接枝,而是在后段水解失效影響助留劑使用效果。因此對于造紙廠的使用上真正有效得應該是電荷密度。電荷密度(charge density),單位為meq/g,能夠真正表征化學品表面的真實電荷情況。分子量

對于直鏈分子來說,分子量越大意味著鏈長越長,其保留能力越強;對于支鏈和交聯來說,雖然分子量越大不能代表分子長度,但是同樣也意味著更大的網狀結構,因此也能夠提高對細小纖維、填料等物質得保留能力。這里需要注意的是單純看分子量時沒有意義的,例如一些助濾產品的分子量已經上億(上億得分子量大多是表征分子量,不能理解為正常得分子量概念),但由于其豐富的網狀結構形成的更像是一種絲狀球體,更適合用于助濾而非助留。常用助留助濾劑品種

首先助留助濾劑并不能徹底地被區分為兩種藥品,而是互有交集,相互作用。如果非要細分則可以漿助留助濾劑分為三種主要功效(高聚物、定著劑、助濾劑)高聚物

高聚物一般當做助留劑用于篩前,主要目的是通過補丁、架橋、捆綁和電中和原理將纖維和其他物質捆綁固定在一起,初步形成分子鍵級別的綁定效果。2定著劑

定著劑一般具有陽電荷密度高、穩定性好及抗鹽性強的特點,但其相對分子質量相對較低,一般用作濕部系統的陰離子干擾物控制劑,輔助高聚物進行更好得助留作用。微粒子

微粒子一般用在篩后,當高聚物被壓力篩打碎、切斷后,利用微粒子重新將高聚物和攜帶物質(纖維、細小纖維、填料、其他化學品等)再形成“微聚團”,在不嚴重影響勻度得基礎上,無數“微聚團”創造了更多的有效濾水通道,從而獲得良好的濾水效果。常見助留助濾產品

- 陽離子聚丙烯酰胺 (CPAM)-高聚物

- 陽離子淀粉-高聚物/定著劑

- 聚胺 (PA)-定著劑

- 聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDADMAC)-定著劑

- 聚乙烯亞胺 (PEI)-定著劑

- 硅溶膠 (Silica)-微粒子

- 膨潤土 (Bentonite)-微粒子

- 有機微聚物 (micropolymer)-微粒子助留助濾劑作用

機理圖示電荷補丁機理 

聚合物架橋機理

物理捆綁機理

電荷中和機理


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