隨著工業(yè)的不斷的快速發(fā)展對于環(huán)境的損害時(shí)不容置疑的。在工業(yè)中造紙行業(yè)使用化學(xué)助劑也是非常的普遍。同時(shí)在使用不同造紙助劑有效處理造紙助劑使用，也成為一個(gè)國家造紙技術(shù)的發(fā)展重要依據(jù)。那么就有一個(gè)問題怎么樣才能選用性能比較好的造紙助劑呢？我們有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是精細(xì)化學(xué)品，用量少、效果好產(chǎn)生的作用是改進(jìn)紙的質(zhì)量、賦予紙張?zhí)厥獾男阅埽岣呱a(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)可有效地減輕環(huán)境污染。
下面我們就國內(nèi)造紙廠使用的造紙助劑分析，使用比較普遍的就是pae濕強(qiáng)樹脂，這種助劑濕強(qiáng)效果好，但固化后不易降解，損紙回用困難，而且pae中有機(jī)氯含量高，不利于環(huán)保，所以人們試圖開發(fā)它的替代品。然后就有一種新型的造紙助劑的產(chǎn)生和應(yīng)用：合成的陽離子聚丙烯酰胺一乙二醛交聯(lián)物用作造紙濕強(qiáng)劑，在保持濕強(qiáng)效果的同時(shí)有損紙易回用、不舍有機(jī)氯、熟化時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。
聚丙烯酰胺一乙二醛合成方法是：用丙烯酰胺與陽離子單體在60～80'~c范圍內(nèi)在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下引發(fā)聚合，用鏈轉(zhuǎn)移劑控制分子量，得到中低分子量的陽離子聚丙烯酰胺水溶液，然后調(diào)ph值至6～10，在20～80℃下與適量的乙二醛反應(yīng)得到固含量為6％ ～10％的濕強(qiáng)劑。他研究了陽離-t-單體用量、鏈轉(zhuǎn)移劑用量、交聯(lián)劑用量等對產(chǎn)品濕強(qiáng)效果的影響，并研究了該產(chǎn)品與pae樹脂的協(xié)同作用。
研究發(fā)現(xiàn)，該產(chǎn)品濕強(qiáng)效果好，損紙易回用，穩(wěn)定性好，用于濕強(qiáng)度要求不高的生活用紙優(yōu)勢明顯；對濕強(qiáng)度要求較高的紙種，該產(chǎn)品與pae樹脂配合使用可取得比單獨(dú)使用pae更優(yōu)的效果。作者認(rèn)為，這種聚丙烯酰胺一乙二醛濕強(qiáng)劑前景廣闊，值得進(jìn)一步研究。
國內(nèi)高分子造紙助劑的開發(fā)、合成、使用分析：
高分子助劑在造紙上的應(yīng)用
人工合成高分子助劑在造紙過程中應(yīng)用范圍較廣，其中濕部化學(xué)助劑、表面施膠刑、涂布助劑的應(yīng)用更多.助留助濾劑的典型代表為聚丙烯酰胺．在提高細(xì)小纖維和填料留著率、降低白水濃度方面效果較其它無機(jī)或天然高分子助劑皆有明顯的優(yōu)勢。用量一般為0．01％～0．03％(絕干量／絕干漿)。增強(qiáng)劑方面有聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺等，表面施膠劑主要有聚乙烯醇等；涂布助劑中的人工合成高分子助劑有聚丙烯酸酷、聚氨酪、聚醋酸乙烯酯等。
人工合成高分子助劑雖然添加量極小，效果顯著，操作簡單，但要求應(yīng)用技術(shù)科學(xué)合理，有針對性。其加入位置、加入量、加入方式應(yīng)當(dāng)隨原料的種類、紙機(jī)類型、紙種、水質(zhì)等的變化作適當(dāng)調(diào)整。所以在重視開發(fā)優(yōu)質(zhì)高效助劑的同時(shí)要研究其在造紙上的應(yīng)用技術(shù)；質(zhì)量穩(wěn)定可靠的助劑和針對性強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合，是用好各種化學(xué)助劑的關(guān)鍵。
高分子鏈的組成與抄紙關(guān)系
作為化學(xué)助劑的人工合成高分子鏈中的基團(tuán)性質(zhì)不同，將直接影響其在抄紙過程中作用的效果。造紙用高分子化合物基本上都是水溶性的，高分子鏈的組成首先必須保證其在水中有充分的溶解性，即這類高分子鏈中必須要含有一定量的親水性基團(tuán)。通常，水溶性高分子鏈中所含的基團(tuán)可分為陽離子型、非離子型、陰離子型和兩性型四大類。這些有效官能團(tuán)可以強(qiáng)烈吸附細(xì)微顆粒和纖維，在細(xì)微顆粒和纖維之間形成架橋。不同類型的高分子化合物，其結(jié)構(gòu)上的變化可以構(gòu)成能滿足不同功能需要的產(chǎn)品。
高分子鏈中官能團(tuán)的引入方法
通常，往高分子鏈中引入某種含有特殊功能官能團(tuán)的方法有兩種，一是通過高分子反應(yīng)使高分子鏈產(chǎn)生某種官能團(tuán)，二是直接采用含有某種官能團(tuán)的單體進(jìn)行均聚或共聚。
高分子反應(yīng)法
目前，在造紙領(lǐng)域使用較多的人工合成高分子化合物是聚丙烯酰胺系列產(chǎn)物.聚丙烯酰胺本身屬于非離子型化合物，通過對其改性，可以得到不同離子形式的產(chǎn)物。常用的方法有：
a．通過MaMich，C．反應(yīng)獲得陽離子型產(chǎn)物；
b. 通過霍夫曼反應(yīng)獲得陽離子型產(chǎn)物；
c.通過水解反應(yīng)獲得陰離子型產(chǎn)物。
以上各種方法使用歷史較長，在有關(guān)文獻(xiàn)中也有較多的報(bào)道。
共聚法
高分子反應(yīng)法引入特定官能團(tuán)時(shí)，反應(yīng)物之間必須要有充分的混合。而作為聚丙烯酰胺的水溶液，往往具有較高的粘度，與其它反應(yīng)物難以混合均勻，從而導(dǎo)致官能團(tuán)在分子鏈中分布不均勻。為了使官能團(tuán)在分子鏈上盡可能均勻分布，只能采用降低有效濃度的辦法，這必然導(dǎo)致較終產(chǎn)品有效濃度低、穩(wěn)定性差。
基于上述情況，目前國際上造紙助劑的生產(chǎn)發(fā)展趨勢是采用共聚法.所謂的共聚法，是預(yù)先將兩種或兩種以上的單體混合，經(jīng)引發(fā)而進(jìn)行的聚合反應(yīng)。在使用共聚法合成造紙助劑時(shí)，可以選擇含有特定官能團(tuán)的陰離子或／和陽離子單體與非離子單體進(jìn)行共聚，分別可以得到陰離子型、陽離子型及兩性型產(chǎn)物；通過調(diào)節(jié)單體比例，可以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)物中離子密度的目的。
分子量的控制方法
高分子造紙助劑的合成，分子量的控制辦法與一般高分子合成相同，主要是控制反應(yīng)溫度、引發(fā)劑添加量及合成時(shí)的單體濃度。通常反應(yīng)溫度高則產(chǎn)物分子量低，引發(fā)劑添加量大則產(chǎn)物分子量也低，單體濃度高則產(chǎn)物分子量高。在選用溶液聚合等的合成方法時(shí)，更應(yīng)注意體系中其它物質(zhì)對聚合反應(yīng)的影響。特別要注意反應(yīng)鏈的位移。
合成方法及其發(fā)展
人工合成高分子助劑的合成方法與一般高分子合成類似，傳統(tǒng)的合成方法有縮合聚合和加成聚合兩大類。
縮合聚合是從分子間脫除一個(gè)小分子而逐步形成大分子的合成方法。隨著大分子的形成，體系粘度增加，分子運(yùn)動(dòng)變得困難，進(jìn)一步反應(yīng)的可能性變得越來越小。因此，縮合聚合所得到的產(chǎn)物的分子量一般都不很高，使用時(shí)性能上存在一定的局限性。
加成聚合是以乙烯基單體為原料，通過活性中心(自由基、陰離子、陽離子)的傳遞，使乙烯基單體的雙鍵打開而相互結(jié)合成高分子的反應(yīng)方法。在造紙助劑的合成中，自由基為活性中心的加成聚合反應(yīng)應(yīng)用較多。傳統(tǒng)的自由基加策反應(yīng)的實(shí)施方法有四種。
(1)溶液聚合是單體、引發(fā)劑、溶劑組成的聚合體系。
(2)本體聚合是聚合體系只含有單體及引發(fā)劑(熱聚合、輻射聚合時(shí)，只有單體)而不加溶劑或稀釋劑的聚合反應(yīng)方法。但用于造紙助劑的合成時(shí)，往往難以實(shí)施。
(3)懸浮聚合通常是用強(qiáng)烈攪拌將單體或單體混合物分散在介質(zhì)中，成為細(xì)小的微粒再進(jìn)行聚合。
(4)乳液聚合是將單體用機(jī)械攪拌及在乳化劑作用下將單體分散在介質(zhì)中進(jìn)行的聚合方法。若希望采用乳液聚合合成造紙助劑時(shí)，則需采用油包水形式的反相乳液聚合。產(chǎn)物以微粒形式分散于體系中，有效濃度可高達(dá)25％～60％。但是由于體系中存在的有機(jī)溶劑和表面活性劑，使得產(chǎn)物在抄紙過程中產(chǎn)生許多副作用。
傳統(tǒng)的合成方法，總是存在著一些問題，使得目前產(chǎn)品的主要形式局限于糊狀和粉末兩種形式。糊狀產(chǎn)品為了克服其粘度給操作及應(yīng)用帶來的困難，往往采用降低有效濃度的辦法．這必然增加運(yùn)輸和貯存成本，同時(shí)又使得產(chǎn)物保質(zhì)期變短。而粉末狀產(chǎn)物使用難以稀釋，很容易產(chǎn)生“魚眼”，既造成浪費(fèi)又可能導(dǎo)致管路堵塞，給用戶生產(chǎn)帶來不便 。
近年來，發(fā)達(dá)國家的一些造紙助劑生產(chǎn)廠家采用共聚方法，在合成上采用比較新穎的手段，開發(fā)生產(chǎn)出了有效濃度較高、同時(shí)又便于使用的新型助刑。其中采用共聚法可以選擇含有非常適合于造紙領(lǐng)域的官能團(tuán)的單體，而采用的分散聚合則突破了傳統(tǒng)的合成工藝。有文獻(xiàn)報(bào)道，一些產(chǎn)品在有效成分濃度在20％以上時(shí)，體系的流動(dòng)性良好，粘度僅在數(shù)千至萬。
人工合成高分子助劑因其獨(dú)特的功效，愈來愈得到廣泛的應(yīng)用。采用先進(jìn)成熟的工藝合成方法和與之配套的設(shè)備，精確控制產(chǎn)品的分子量、分子鏈結(jié)構(gòu)及電荷密度，使合成產(chǎn)品的作用功效更具針對性，并能大幅度降低使用成本，無疑是助劑合成的趨勢。同時(shí)，加強(qiáng)在助劑應(yīng)用技術(shù)方面的研究，尋求復(fù)配技術(shù)，以拓展其應(yīng)用領(lǐng)域
聚丙烯酰胺高分子造紙助劑應(yīng)用
關(guān)鍵詞：造紙 聚丙烯酰胺 造紙助劑
日期：2010年12月10日 來源：佰科
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