再好的化学品也要加对地方

随着造纸技术的发展,使用湿部化学品的重要性已被越来越多的厂家所接受。但针对湿部化学品的不同性质和使用特点,如何正确添加它们也成为摆在各厂家面前的一道难题。本文结合笔者在实践中所积累的经验，就如何添加湿部化学品进行一些探讨，供各位造纸同行参考。

纸机湿部化学品可以根据功能的不同分为两大类：一类是功能性化学品，如AKD、染料、增白剂、填料等，此类化学品直接影响到纸张的各种物理和光学性能;另一类是过程控制化学品,如助留剂、湿部淀粉、杀菌剂、涂布损纸控制剂等，此类化学品的主要作用是维持纸机正常运转的需要，对纸张性能也有间接影响。不同的纸浆经过分别打浆，按比例混合后进入短循环系统中。开始纸浆先被浓白水稀释，然后经除砂、脱气、筛选等阶段后进入流浆箱中。在此系统过程中，各种湿部化学品被加入到纸浆中。下面就各种化学品分别进行讨论。

AKD和湿部阳离子淀粉

AKD是一种纤维反应型中性施胶剂，通过在中性条件下与纤维的羟基反应并铺展在纤维表面而使纸张具有抗水性。AKD性质不稳定，受温度、杂质等因素的影响，易水解变质，失去施胶效果并且玷污网、毯和设备的表面，给纸机运行带来困难。同时，由于细小纤维、填料及其它阴离子性物质具有较大的比表面积，与纤维相比，更易于与AKD反应，影响对纤维的施胶效果。加入湿部阳离子淀粉的目的是为了增加AKD的稳定性，提高AKD的留着率。根据以上所述AKD的性质特点，其加入点有两种选择：(1)加在浓浆处,如纸机浆池处。选此加入点的优点是纤维先与AKD反应，同时反应时间较长，避免了细小纤维和填料等物质的干扰，但这种加入方式由于AKD在系统中的停留时间延长，增加了AKD的水解程度：(2)加在稀浆处,如第二冲浆泵之前。此加入点的优点是AKD在系统中的停留时间较短，水解程度低，但细小纤维和填料等物质与纤维同时争夺AKD胶粒，纤维的施胶效果将受到一定程度的损害。湿部阳离子淀粉应加在AKD之前(如纸机浆池处)或之后不远的地方。

增白剂(OBA)和染料

传统上，因增白剂和染料均为阴离子型物质,容易与阳离子型物质反应，引起色斑问题。因此该两种物质应加在所有化学品加入之前，如混合浆池或纸机浆池中，使其有足够的时间与纤维反应，避免其它阳离子型物质的干扰。但另一方面，某些低分子量高电性的阳性聚合物、湿强松香和阳离子淀粉可以吸附阴性染料，提高染料的留着率。在实际生产中，我们将OBA分别加在纸机浆池处和第一冲浆泵前，同时染料加在第一冲浆泵前，这两种方式对纸张的增白效果并无明显变化。另外，OBA还有一种加入方式，即2/3加在短循环系统中，1/3加在表面施胶淀粉中，经生产应用证实增白效果也不明显。在实验室中所做的研究表明，对100g/m2以下的纸张，在表面施涂1g·m2/面的淀粉后，淀粉会一直渗入纸张的中层,因此若在淀粉中添加OBA，它会随着淀粉溶液渗入纸张内部。所以与在浆内添加区别不大。

填料

填料是生产过程中所有湿部化学品中加入量最大的部分,它赋予纸张各种光学和物理性能。填料的加入点可以在除砂器之前,也可以放在除砂器之后。其选择原则是:加在除砂器前可以除去填料中的大颗粒和不纯的杂质成分,减少其对成形网和脱水面板的磨损,以及纸张的掉粉现象,但同时这种加入方式会增加填料的流失;如果填料质量较好,或在填料制备系统中利用振框筛等设备对填料进行预净化处理,也可以将填料加在除砂器之后,以降低流失。

助留剂

助留系统是纸机最重要的组成部分之一。助留剂有多种组合方式,如单元系统、双元系统和微粒絮凝系统。下面仅对我公司使用过的单元系统和微粒絮凝系统进行分析。单元系统一般选用阳离子型PAM做为助留剂。有两种加入点可供选择:一是加在旋翼筛之前,利用旋翼筛产生的高剪切力破坏形成的大浆料絮团,可改善纸张的匀度,但纸机单程留着率较差;二是加在旋翼筛之后,可以明显提高纸机的单程留着率,不过纸张的匀度变差。微粒絮凝系统是由阳离子型PAM和膨润土(或硅溶胶)两种化学品组成。其原理是先加入长链高分子量的阳离子型PAM在纸浆中形成大絮团,然后利用冲浆泵、旋翼筛等设备产生的高剪切力将大絮团打散形成小的絮团,最后加入膨润土这种高比表面积、粒径细小的物质将各个小絮团连接起来形成微絮团的网状结构,这种网状结构有利于助留和助滤。不过此网状结构应避免高剪切,否则被破坏后不能再重新生成。一般阳离子PAM加在第二冲浆泵前,膨润土加在旋翼筛之后。该微粒助留系统的特点是可以显著提高纸机的单程留着率,但从实际效果来看,纸张的匀度下降较明显。

杀菌剂

纸机生产各个系统中的一些死角,如池壁、弯角处会在长期运行中产生细菌问题，同时生产中所使用的部分原料也容易引起细菌生长，因此必须定期加入杀菌剂,抑制细菌的生长。1997年4月我公司就曾发生过因杀菌剂加药管堵塞而引起填料中细菌孳生,导致填料发臭变黑，造成纸张白度下降的事故。杀菌剂加入点一般有以下几个位置：淀粉贮槽，填料贮槽，损纸塔，各个浆池，白水回收系统，纸机网坑，机外白水池。

涂布损纸控制剂

在生产过程中,总会有一部分涂布损纸进入系统中被循环使用。由于配方中所使用的胶乳等物质具有很强的阴电性,若直接进入系统中会破坏湿部化学平衡，引起系统波动，对施胶、助留等带来不利影响，同时会造成纸的孔洞和黑斑等问题,因此需要对这部分涂布损纸进行预处理。其方法是在损纸处理系统中疏解机前加入低分量高阳离子型的聚合物，中和涂布损纸所携带的阴电荷，并将其留在纸张中带出系统，以保证系统的清洁程度。

俗话说：兵无定势，水无常形。由于纸机系统的复杂性以及所用原料的多样性，各个厂家湿部化学品的加入点不可能有一个固定的模式。应在充分了解各种化学品性质和使用特点的基础上,结合各纸厂的实际情况，不断探索和优化，才能找出适合自己的湿部化学品加入方式。