在生产薄页纸过程中,通过对几种阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的比较,选出了性能较好的一种阴离子聚丙烯酰胺作为纤维分散剂,提高了成纸性能指标。
纸料悬浮液中纤维分散状况的好坏直接影响成纸的性能指标。纤维分散剂的应用能减缓纤维的絮聚和沉降,并使纤维均匀分布在水中,大大改善了上网浆料的匀度,从而可以在较低的打浆度和较长的纤维下抄造较薄的高质量纸张。
目前使用较多的造纸分散剂为阴离子聚丙烯酰胺(APAM)及聚氧化乙烯,其中纤维分散剂APAM因其性能与价格因素,是较为普遍使用的一种纤维分散剂。
阴离子聚丙烯酰胺是一种线性有机高聚物,其水溶液呈胶体状,有一定的黏度。其主要作用机理为:使浆水的黏度增高,相当于在纤维表面附着了一层薄薄的润滑膜,起到了水溶性润滑剂的作用,使纤维相互滑过而不致缠结;悬浮液黏度的增加也增加了纤维在介质中的悬浮性,延长了纤维沉降的时间;浆液黏度的增加大大限制了纤维在水中的运动自由度,使纤维不相互接触,减少了纤维间的絮聚,改善了纤维成形交织的能力。
根据其作用机理及在使用过程中的摸索,阴离子聚丙烯酰胺水溶液的黏度是影响其使用性能的重要因素,一般来说,在一定范围内黏度越高分散效果越好。影响溶液黏度的主要原因有:分子量越大,水溶液黏度越高;浓度越大,黏度越大;制备过程中搅拌速度及搅拌时间、叶片形状对溶液的黏度均有影响;水溶液的贮存时间、生产厂家不同产品性能不同。为此我们在生产中对几种型号的阴离子聚丙烯酰胺进行了比较,选出较为适合的阴离子聚丙烯酰胺作为分散剂。
1、阴离子聚丙烯酰胺产品性能
在生产中我们对几种不同型号的阴离子聚丙烯酰胺进行了试用,主要的性能指标见表1。
表1几种APAM的性能指标
品种 | AN926 Y | AN926 SHU | M-200 | M-120 |
外观 | 淡黄色颗粒 | 白色颗粒 | 白色颗粒 | 白色颗粒 |
浓度/% | 0.034 | 0.034 | 0.038 | 0.049 |
黏度/mPa·s | 6.24 | 6.29 | 6.21 | 5.41 |
0#转子26℃ 转速/rpm |
50 | 50 | 50 | 50 |
扭矩/% | 51.9 | 52.3 | 51.6 | 45.2 |
性能特点 | 易溶于水,提高液体黏度,促进纤维分散。 | 易溶于水,溶解时间短,分散效果不受其他助剂的影响。 |
2、溶解方法及注意事项
2.1 几种阴离子聚丙烯酰胺的溶解方法
按0.03%的溶解浓度计算,称取4kg阴离子聚丙烯酰胺平均放入2个料斗内。
首先在溶解槽内加水至一组叶翅,开动搅拌器,搅拌速度为40r/min,开始加阴离子聚丙烯酰胺。
料斗内的阴离子聚丙烯酰胺经气流吹散,均匀地落在水膜上,进人到溶解槽内,整个加料过程控制在40min左右。
补加水到规定液位,再继续搅拌40min,制备完毕。经60目筛网导入阴离子聚丙烯酰胺贮存槽内备用。
2.2 溶解过程中的注意事项
溶解浓度小于0.1%,水温应低于70℃,以免快速降解,影响使用性能。
加人溶解罐时切勿太快,以免形成不溶物,影响纸页外观。
本产品遇高硬度的水或硫酸铝、中性施胶剂及阳离子聚合物,黏度会发生变化。
溶解时应避免接触铁器溶解罐,可使用不锈钢、水泥或塑料材质。
注意溶解过程中搅拌速度不能过快,同时溶解后的水溶液存放时间不宜过长。
3、在生产中的使用结果
几种阴离子聚丙烯酰胺的使用条件相同,加入量均为0.4%(对绝干浆),生产纸种为滤嘴棒成型纸,试用结果见表2、表3。
表2几种分散剂的溶解情况比较
品种 | AN926 Y | AN926SHU | M-200 | M-120 |
溶后筛余物(每溶解罐过滤) | 筛余物较多,呈黏稠状,中间有小块果冻 | 筛余物呈大块果冻状,都在1.0cm以上 | 无 | 在一组发现1个小果冻块,二组有3个很小的,其它没有。但在网外发现也有果冻状的。 |
试用时间/h | 7 | 5 | 10 | 10 |
试用结果 | 纸面粘眼较多,粘眼较大 | 纸面上有粘眼,粘眼也较大 | 纸面状态比较好,洞眼很少,均度与SW比没有明显区别。 | 与M-200比使用效果没有明显区别。 |
表3成纸指标检测结果
指标 | AN926Y | AN926SHU | M-200 | M-120 |
定量/g.m-2 | 26.2 | 25.4 | 25.0 | 25.1 |
横向定量差/g.m-2 | 0.5 | 1.0 | 0.4 | 0.6 |
厚度/mm | 0.066 | 0.064 | 0.062 | 0.063 |
紧度/g.m-3 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
抗张强度(纵/横)kN.m-1 | 1.90/0.51 | 1.82/0.58 | 1.73/0.57 | 1.89/0.66 |
伸长率(纵/横)/% | 2.33/4.03 | 1.94/3.58 | 2.23/3.35 | 2.45/4.14 |
透气度变异系数/% | 6.08 | 5.38 | 4.83 | 4.89 |
白度/% | 82.8 | 82.2 | 83.2 | 82.6 |
下机水份/% | 6.1 | 6.5 | 6.6 | 6.3 |
4、总结
4.1 通过对几种阴离子聚丙烯酰胺溶解过程的观察,M-200的溶解性能从四组的筛余物上看,好于其他三种阴离子聚丙烯酰胺。
4.2 从纸页匀度上看,M-200的使用与其他三种比较对纤维分散效果没有明显的区别。但粘眼问题明显改善,粘眼的数量也明显减少,提高成品率。
4.3 从试用结果上看,综合价格因素M-200要好一些,后续生产中也一直使用M-200阴离子聚丙烯酰胺。