再好的化學品也要加對地方

隨著造紙技術的發展,使用濕部化學品的重要性已被越來越多的廠家所接受。但針對濕部化學品的不同性質和使用特點,如何正確添加它們也成為擺在各廠家面前的一道難題。本文結合筆者在實踐中所積累的經驗，就如何添加濕部化學品進行一些探討，供各位造紙同行參考。

紙機濕部化學品可以根據功能的不同分為兩大類：一類是功能性化學品，如AKD、染料、增白劑、填料等，此類化學品直接影響到紙張的各種物理和光學性能;另一類是過程控制化學品,如助留劑、濕部淀粉、殺菌劑、涂布損紙控制劑等，此類化學品的主要作用是維持紙機正常運轉的需要，對紙張性能也有間接影響。不同的紙漿經過分別打漿，按比例混合后進入短循環系統中。開始紙漿先被濃白水稀釋，然后經除砂、脫氣、篩選等階段后進入流漿箱中。在此系統過程中，各種濕部化學品被加入到紙漿中。下面就各種化學品分別進行討論。

AKD和濕部陽離子淀粉

AKD是一種纖維反應型中性施膠劑，通過在中性條件下與纖維的羥基反應并鋪展在纖維表面而使紙張具有抗水性。AKD性質不穩定，受溫度、雜質等因素的影響，易水解變質，失去施膠效果并且玷污網、毯和設備的表面，給紙機運行帶來困難。同時，由于細小纖維、填料及其它陰離子性物質具有較大的比表面積，與纖維相比，更易于與AKD反應，影響對纖維的施膠效果。加入濕部陽離子淀粉的目的是為了增加AKD的穩定性，提高AKD的留著率。根據以上所述AKD的性質特點，其加入點有兩種選擇：(1)加在濃漿處,如紙機漿池處。選此加入點的優點是纖維先與AKD反應，同時反應時間較長，避免了細小纖維和填料等物質的干擾，但這種加入方式由于AKD在系統中的停留時間延長，增加了AKD的水解程度：(2)加在稀漿處,如第二沖漿泵之前。此加入點的優點是AKD在系統中的停留時間較短，水解程度低，但細小纖維和填料等物質與纖維同時爭奪AKD膠粒，纖維的施膠效果將受到一定程度的損害。濕部陽離子淀粉應加在AKD之前(如紙機漿池處)或之后不遠的地方。

增白劑(OBA)和染料

傳統上，因增白劑和染料均為陰離子型物質,容易與陽離子型物質反應，引起色斑問題。因此該兩種物質應加在所有化學品加入之前，如混合漿池或紙機漿池中，使其有足夠的時間與纖維反應，避免其它陽離子型物質的干擾。但另一方面，某些低分子量高電性的陽性聚合物、濕強松香和陽離子淀粉可以吸附陰性染料，提高染料的留著率。在實際生產中，我們將OBA分別加在紙機漿池處和第一沖漿泵前，同時染料加在第一沖漿泵前，這兩種方式對紙張的增白效果并無明顯變化。另外，OBA還有一種加入方式，即2/3加在短循環系統中，1/3加在表面施膠淀粉中，經生產應用證實增白效果也不明顯。在實驗室中所做的研究表明，對100g/m2以下的紙張，在表面施涂1g·m2/面的淀粉后，淀粉會一直滲入紙張的中層,因此若在淀粉中添加OBA，它會隨著淀粉溶液滲入紙張內部。所以與在漿內添加區別不大。

填料

填料是生產過程中所有濕部化學品中加入量最大的部分,它賦予紙張各種光學和物理性能。填料的加入點可以在除砂器之前,也可以放在除砂器之后。其選擇原則是:加在除砂器前可以除去填料中的大顆粒和不純的雜質成分,減少其對成形網和脫水面板的磨損,以及紙張的掉粉現象,但同時這種加入方式會增加填料的流失;如果填料質量較好,或在填料制備系統中利用振框篩等設備對填料進行預凈化處理,也可以將填料加在除砂器之后,以降低流失。

助留劑

助留系統是紙機最重要的組成部分之一。助留劑有多種組合方式,如單元系統、雙元系統和微粒絮凝系統。下面僅對我公司使用過的單元系統和微粒絮凝系統進行分析。單元系統一般選用陽離子型PAM做為助留劑。有兩種加入點可供選擇:一是加在旋翼篩之前,利用旋翼篩產生的高剪切力破壞形成的大漿料絮團,可改善紙張的勻度,但紙機單程留著率較差;二是加在旋翼篩之后,可以明顯提高紙機的單程留著率,不過紙張的勻度變差。微粒絮凝系統是由陽離子型PAM和膨潤土(或硅溶膠)兩種化學品組成。其原理是先加入長鏈高分子量的陽離子型PAM在紙漿中形成大絮團,然后利用沖漿泵、旋翼篩等設備產生的高剪切力將大絮團打散形成小的絮團,最后加入膨潤土這種高比表面積、粒徑細小的物質將各個小絮團連接起來形成微絮團的網狀結構,這種網狀結構有利于助留和助濾。不過此網狀結構應避免高剪切,否則被破壞后不能再重新生成。一般陽離子PAM加在第二沖漿泵前,膨潤土加在旋翼篩之后。該微粒助留系統的特點是可以顯著提高紙機的單程留著率,但從實際效果來看,紙張的勻度下降較明顯。

殺菌劑

紙機生產各個系統中的一些死角,如池壁、彎角處會在長期運行中產生細菌問題，同時生產中所使用的部分原料也容易引起細菌生長，因此必須定期加入殺菌劑,抑制細菌的生長。1997年4月我公司就曾發生過因殺菌劑加藥管堵塞而引起填料中細菌孳生,導致填料發臭變黑，造成紙張白度下降的事故。殺菌劑加入點一般有以下幾個位置：淀粉貯槽，填料貯槽，損紙塔，各個漿池，白水回收系統，紙機網坑，機外白水池。

涂布損紙控制劑

在生產過程中,總會有一部分涂布損紙進入系統中被循環使用。由于配方中所使用的膠乳等物質具有很強的陰電性,若直接進入系統中會破壞濕部化學平衡，引起系統波動，對施膠、助留等帶來不利影響，同時會造成紙的孔洞和黑斑等問題,因此需要對這部分涂布損紙進行預處理。其方法是在損紙處理系統中疏解機前加入低分量高陽離子型的聚合物，中和涂布損紙所攜帶的陰電荷，并將其留在紙張中帶出系統，以保證系統的清潔程度。

俗話說：兵無定勢，水無常形。由于紙機系統的復雜性以及所用原料的多樣性，各個廠家濕部化學品的加入點不可能有一個固定的模式。應在充分了解各種化學品性質和使用特點的基礎上,結合各紙廠的實際情況，不斷探索和優化，才能找出適合自己的濕部化學品加入方式。