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[普通]ASA中性施胶剂的应用及发展趋势

(时间:2008-5-8 8:45:04 共有 人次浏览)
    浆内施胶剂可以说是除了纤维原料、填料之外,在造纸生产中用量最大的造纸化学品。合理的选择浆内施胶剂对提高产品质量、降低生产成本、优化纸机的运行性能至关重要。从当今世界造纸浆内施胶剂的发展情况来看,主流的浆内施胶剂主要有三种:AKD、ASA和阳离子分散松香胶。严格的说,只有AKD和ASA适合于中性或碱性条件下的抄纸系统。通常情况下,阳离子分散松香胶主要应用于板纸的生产中。由于AKD施胶剂最先进入中国市场,所以在国内市场对AKD的认同度和应用的广泛性要高于ASA。然而随着ASA施胶剂乳化技术的成熟,加之ASA相比于AKD更快熟化的特点,使其在我国施胶剂的市场份额逐年增长,特别是在涂布加工纸领域,ASA与AKD相比,具有更大的优势。
1 ASA施胶剂的合成、有关性质和乳化方法
1.1 ASA施胶剂的合成
ASA是烯烃和顺丁烯二酸酐反应合成的产物,烯烃的碳链长一般在C14-C18,碳原子数少于14时施胶活性差,若多于20则室温下为固体,不易乳化。
ASA分子中的酸酐基团是其与纤维的氢键进行酯化反应的活性基团。与纤维反应后,ASA的碳链转向外侧,由于碳链是疏水基团,可以提供给纸张良好的抗水性能,因而实现纸张的施胶。
1.2 ASA的物理性质
外观                         澄清琥珀色   
有效成份                     100%
密度(kg/L,25℃)           7.8-8.2 
粘度(25℃)                 200-250cps 
保存期(无水存在)           8个月         
1.3 ASA与纤维的反应
ASA之所以称为反应型施胶剂,是因为它是通过与纤维反应后固着在纤维上而产生施胶效果,这是与传统的松香基施胶剂的根本区别之一。而且,与AKD相比,ASA与纤维的反应速度更快,基本可以达到纸张下机后完全熟化,没有AKD的施胶滞后现象。               
在ASA的应用中,我们要尽量控制水解反应的发生。因为水解后的ASA不但没有施胶效果,随着水解产物在系统中的富集还会给生产带来很大的障碍。影响ASA水解最主要的两因素是温度和系统的pH值。温度和pH值越高,其水解速度越快,这两个因素要根据生产的实际情况进行控制和调节,以实现ASA的量优施胶效果。
l.4 ASA的乳化方法
由于ASA的水解反应速度很快,所以乳化后的ASA施胶剂不宜长时间保存。在纸厂的实际应用中,是将ASA现场乳化后立即使用。
ASA乳化剂的主要成分基本上是阳离子聚合物、阳离子淀粉和表面活性剂中的一种或几种的配合物。例如,美国专利US:4606 773(1986)中提到,聚合物可以是聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化胺、丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化胺的共聚物、丙烯酰胺-甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵的共聚物、聚二甲基氨基甲基丙烯酸乙酯及其季铵盐、聚甲基丙烯酰胺基三甲基氯化胺、聚二甲基氨丙烯酸乙酯等,聚合物的分子量通常介于50000至150000之间。目前ASA在国内的乳化主要是应用阳离子淀粉。
阳离子淀粉经在线连续糊化后,通过过滤器,经水稀释后分两次对ASA原液进行乳化,两次淀粉的比例可以根据现场情况进行调节,乳化好的ASA施胶剂加入到除渣器良浆出口处或一次压力筛入口处。同时要注意的是,这个ASA的乳化系统要与纸机断纸联锁,当纸机断纸时,立即停止向纸机输送施胶剂,以避免ASA在湿部的水解以及水解产物在湿部的沉积。   
乳化后的ASA施胶剂的主要指标大致为:
粒径:0.8-l.2μm(中值)
标准差SD<1.2
小于2μm的粒径占总体的≥90%(体积分数)
淀粉的固含量:4.0%-5.0%
ASA:淀粉:   3:1-5:1
乳化泵的温度:55±5℃
乳化泵的前后压力差:145-150psi
2   ASAAKD和阳离子分散松香胶等施胶剂的对比
ASA与AKD和阳离子分散松香胶相比,其最大的优势在于在达到同样的施胶度的情况下,它的用量最小。一般来说,对文化和涂布加工纸,ASA用量相对于绝干吨浆在0.75-1.00kg就可以达到要求。AKD(绝干AKD蜡)相对绝干吨浆的用量略高一些,而绝干松香胶相对于绝干吨浆的用量要在3.0-10.0kg左右。而且相对于AKD,ASA的熟化速度非常快,基本上可以达到下机后完全熟化,而AKD下机后通常只能达到60%-80%的熟化。ASA的这个特点对于涂布加工纸来说尤其重要。以铜版纸的生产为例,不管是机内涂布加工还是机外涂布加工,都要求原纸下机后即达到所要求的施胶度,以利于涂布加工工段的顺利进行。而由于AKD施胶,下机的熟化度较低,为了达到工艺要求的施胶度,必须要加大AKD的用量,这一方面增加了施胶成本,另一方面,由于施胶剂用量高,也会给湿部带来一些不利影响。从国内新上的铜版纸机的情况来看,ASA成为施胶剂的主流选择。
3   ASA施胶剂的发展趋势
在当今的造纸工业,中性施胶已经成为技术发展的主流。中性施胶剂中最主要的产品就是AKD和ASA,这两种施胶剂由于其各自的特点,在国内外的造纸工业中都得到了广泛的应用。ASA由于其下机熟化快,绝对用量小,现场乳化技术成熟等特点,正在逐步得到更广泛的应用。特别是在涂布加工纸领域,由于原纸生产之后马上要进行涂布加工,所以,ASA的特点在涂布加工纸中得到了充分的发挥,并得到了业界的普遍认可。然而,由于ASA的现场乳化设备基本上是由国外的造纸化学品公司提供,造价较高,所以对于一些规模较小的造纸企业,ASA供应商的兴趣不大。随着我国造纸企业规模的整体提高,或ASA乳化设备的国产化以降低使用ASA的门槛,ASA施胶剂一定会在我国造纸工业中占有更加重要的位置。


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