張勇
摘要:表面活性劑是一種加入少量,便能夠在液體中溶解分散,使液體界面發(fā)生明顯變化的物質(zhì)。當(dāng)前,表面活性劑被廣泛應(yīng)用于造紙工藝當(dāng)中。分析了表面活性劑在制漿造紙工藝當(dāng)中的具體應(yīng)用方法,又詳細(xì)探討了表面活性劑在造紙工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用研究進展情況。
關(guān)鍵詞:表面活性劑;造紙工藝;應(yīng)用;研究進展
中圖分類號:TB文獻標(biāo)識碼:A文章編號:16723198(2015)26028601
1表面活性劑在蒸煮過程中的應(yīng)用
1.1蒸煮滲透劑
表面活性劑有一項重要的功能,就是改善潤濕功能,它首先可以對固體表面進行單層吸附,讓原本不吸水或者抗粘的固體表面更加吸水,而將表面活性劑適量加入液體當(dāng)中,其可以通過降低界面張力,極大的提高液體界面的滲透效果?;诒砻婊钚詣┑倪@種特性,造紙工業(yè)可以在紙漿生產(chǎn)過程的蒸煮液當(dāng)中,適量加入表面活性劑,以增強蒸煮液當(dāng)中纖維原料的滲透力,進而能夠讓藥液快速的滲透入植物纖維原料當(dāng)中,提高了整個紙漿生產(chǎn)的效率。
1.2樹脂障礙控制劑
通常情況下,經(jīng)過處理后的紙漿,再進入漂白環(huán)節(jié),常常會有殘留的樹脂從紙漿中析出,倘若不及時處理,這些殘留的樹脂則會大量附著在毛布、烘缸等造紙設(shè)備或者造紙工具上面,妨礙了正常的抄紙工作。另外,在當(dāng)前的造紙工業(yè)中,許多造紙企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本,都會使用廢舊紙張,這些紙張當(dāng)中的膠黏劑等樹脂物質(zhì),也會對造紙行業(yè)的抄紙工作,產(chǎn)生影響。為了改善這種現(xiàn)狀,造紙企業(yè)可以利用表面活性劑對整個樹脂障礙進行有效控制。例如,可以運用高級醇、磷酸酯、季銨鹽這些表面活性劑對其進行控制等等。另外,還可以利用聚乙烯醇乳液等兩性表面活性劑,控制烘缸和紙張間的粘著力、潤滑烘缸等,對樹脂障礙進行控制。另外,樹脂障礙控制劑的應(yīng)用效果,還需要考慮到應(yīng)用技術(shù)。比如,不同時間段添加的控制劑或者加量的不同,都可能影響整個樹脂控制的效果。因此,造紙工業(yè)要注重對表面活性劑應(yīng)用技術(shù)進行研究,以提高造紙質(zhì)量。
2表面活性劑在造紙濕部中的應(yīng)用
2.1施膠乳化劑
施膠劑,是一種能使紙張或者紙板具備一定抗水性能的化合物,通常情況下,施膠劑主要有松香類型的施膠劑和其他合成的施膠劑。而松香類型的施膠劑,又可以分為陰離子分散松香膠和陽離子分散松香膠。這些施膠劑在制作過程中,用到的分散劑和乳化劑都屬于表面活性劑。一般而言,制作松香膠時,由于松香液和水之間的界面張力較大,因而必須要注重選擇性能好的表面活性劑,來降低界面壓力,這樣才能制作出性能良好的松香膠。而常用的乳化劑,主要是聚乙烯類乳化劑,比如,在制作馬來松香膠時,加入適量的聚氧乙烯脂肪醇醚,就能制作出優(yōu)良的乳化劑。合成施膠劑在制作過程中,也需要加入適量表面活性劑來制作乳液。
2.2纖維分散劑
在紙漿造紙過程中,使用到的一些纖維、填充材料等物質(zhì),可能都有著抗水性、不溶于水的特點,同時,這些物質(zhì)可能在水溶液中都能夠自行聚集。然而,這些物質(zhì)之間有著互相分離的特點,這樣就不利于造紙流程的順利進行。而纖維分散劑,能夠有效改善這一情形,它可以增強纖維表面的濕潤程度,且因靜電作用讓纖維材料物質(zhì)互相排斥,進而減少纖維材料的凝聚現(xiàn)象,讓紙張更好的成形。一般而言,較常用的纖維分散劑有聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯等。聚氧化乙烯的水溶性較好,比如,在衛(wèi)生紙制作過程中,加入0.05%以下的乳液,就能提高衛(wèi)生紙的質(zhì)量。纖維分散劑有效的提高了紙張表面水潤度,且分散性效果較好,將其運用在紙漿制造過程中,能夠提高造紙工藝的水平。
2.3消泡劑
在抄紙過程中,紙漿中含有的木質(zhì)素或者淀粉等穩(wěn)泡劑,使整個抄紙流程中,出現(xiàn)大量的泡沫,因此,必須要消除這些泡沫。在抄紙環(huán)節(jié)中,可以利用高級碳醇類、聚醚類分子,制成消泡劑對其進行消除。
2.4柔軟劑
柔軟劑主要作用于纖維表面,能夠降低纖維物質(zhì)的動靜摩擦情況,進而提高物質(zhì)表面的柔軟度。常見的柔軟劑包括,據(jù)氧化乙烯、聚氧乙烯脂肪酸酯、羊毛脂等柔軟劑。
2.5抗靜電劑
在紙張生產(chǎn)過程中,難免對遇到靜電問題。而利用抗靜電類型的表面活性劑,可以讓該活性劑在紙張材料表面產(chǎn)生一個正向吸附,同時靜電劑的輸水基能夠伸向材料表面,增強了纖維離子的導(dǎo)電性,還能讓其放電,這樣就會降低紙張材料表面的電阻,從而達到抗靜電的效果。
3在表面施膠與涂布中的應(yīng)用
3.1在表面施膠中的應(yīng)用
通常情況下,在造紙工業(yè)當(dāng)中使用的表面施膠劑,也就是表面活性劑,主要有聚丙級酰胺、聚乙烯醇、淀粉等活性劑組成。
3.2在涂布中的應(yīng)用
3.2.1涂料分散劑
涂料分散劑,是一種附著在顏料離子上的化合物,它能夠起到保護膠體的作用,還能讓顏料粒子產(chǎn)生電荷,將涂料進行分散。我們常見的涂料分散劑,包括苯硫酸、磷酸鹽等。其中,高固含量涂料中,常用的分散劑包括聚丙烯酸鈉溶液、二鈉鹽溶液等,而低固含量涂料中,常用的分散劑包括焦磷酸鈉、四聚磷酸鈉等。
造紙工業(yè)為了改進紙張的潤滑性,讓紙張涂層變得光滑、平整,可以適當(dāng)?shù)募尤霛櫥瑒.?dāng)前較長使用的潤滑劑有硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、脂肪酸納等。
3.2.3防腐劑
紙張涂料過程中,常常使用的防腐劑,有季銨鹽類的表面活性劑、有機硫化合物等防腐劑等。
4在廢紙脫墨中的應(yīng)用
通常情況下,陰離子表面活性劑的分散、滲透、捕集油墨顆粒的能力較好,因此,浮選法常常應(yīng)用在陰離子表面活性劑方面。常用的浮選法脫墨劑,包括脂肪醇聚氧乙烯醚、硫酸鹽等。而洗滌法的脫墨劑,常用的OP-10,JFC等。另外,還有一些復(fù)合脫墨劑,也常常運用在造紙工藝中,這種脫墨劑,不僅能很好的吸附空氣泡,而且其親水性較小,能夠?qū)⒓垙埳系挠湍w粒很好的進行清除,大大提高了紙張的光潔度和平整度。
5造紙工藝中表面活性劑的發(fā)展趨勢
隨著表面活性劑在造紙工藝中的大量使用,造紙工業(yè)的科研人員應(yīng)該注重對表面活性劑進一步的研發(fā),促進我國造紙工業(yè)的進一步發(fā)展。
5.1高溫蒸煮所用的表面活性劑的研發(fā)
當(dāng)前,造紙工藝環(huán)節(jié)中的高溫蒸煮使用的活性劑,主要是蒽醌和其相應(yīng)的衍生物以及表面活性劑這兩種類型,這兩種類型的助劑,都有著自身的缺點。因此,科研人員要注重將蒽醌和表面活性劑相結(jié)合,開發(fā)出更好的活性劑使用到蒸煮環(huán)節(jié)中,提高造紙工藝水平。
5.2紙張加工當(dāng)中表面活性劑的研發(fā)
當(dāng)前,隨著人們物質(zhì)生活水平的提高,人們生活用紙量也呈大幅度上升趨勢,因此,要注重研發(fā)一些低成本的有機氯施膠劑、氧化聚乙烯施膠劑、有機硅等表面活性劑,運用到紙張加工過程中,提高紙張加工質(zhì)量。
5.3廢紙脫墨表面活性劑的研發(fā)
當(dāng)前,廢紙脫墨表面活性劑,要注重從浮選法表面活性劑向聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪醇醚活性劑等方向發(fā)展,不斷提高廢紙脫墨的水平。
6結(jié)束語
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,當(dāng)前造紙工業(yè)也有了迅猛發(fā)展。各類表面活性劑在造紙工藝的各個環(huán)節(jié)中被大量運用。造紙工業(yè)的科學(xué)研究人員,應(yīng)該加大各類表面活性劑的研發(fā)工作,讓各類先進的表面活性劑更好的運用在造紙工業(yè)中,促進造紙工業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。綜上所述,表面活性劑在造紙工業(yè)制漿,濕表面施膠和涂布加工等過程中都有著極其廣泛的應(yīng)用.隨著我國造紙工業(yè)的高速發(fā)展,造紙化學(xué)品作為精細(xì)化工新領(lǐng)域,已列人國家重點發(fā)展的高新技術(shù).我國是一個造紙大國,也必須成為造紙化學(xué)品的開發(fā)大國.作為造紙化學(xué)品的重要組成部分的表面活性劑,在造紙工業(yè)中必將發(fā)揮越來越重要的作用,造紙化學(xué)品開發(fā)研究及推廣應(yīng)用單位能更好地利用表面活性劑為造紙工業(yè)的發(fā)展作出貢獻.
參考文獻
[1]貝俊杰,曹云峰.纖維素基表面活性劑的研究進展及在造紙工業(yè)中的應(yīng)用[J].纖維素科學(xué)與技術(shù),2012,20(4):6572.
[2]韓敏.造紙工業(yè)中表面活性劑的應(yīng)用[J].科技視界,2015,(5):122123.
[3]周澤,楊之實.造紙工業(yè)中表面活性劑的應(yīng)用[J].湖北造紙,2014,(1):3134.
[4]梁單瓊.表面活性劑在造紙工業(yè)中的應(yīng)用[J].黑龍江造紙,2013,41(4):3435.