AKD施胶增效及机理的研究

论文摘要

AKD作为一种中/碱性施胶剂,在碱性造纸中得到广泛的应用。传统的AKD乳液一般以阳离子淀粉做乳化剂对AKD进行乳化,但这种乳液在纤维上的留着较低,与纤维的反应较慢,施胶熟化时间长。论文主要研究AKD施胶增效,提高胶料在纤维上的留着率,缩短AKD的熟化时间,并对其增效机理做了研究。论文首先使用实验室自制的阳离子丙烯酸树脂代替传统的阳离子淀粉做乳化剂乳化AKD,并优化了阳离子树脂型AKD的乳化工艺,制备了胶料粒子带电高,且熟化快的阳离子树脂型AKD乳液,其施胶效果较淀粉型AKD提高了17%。然后,研究了阳离子树脂型AKD施胶工艺的影响因素。在实验室中模拟纸机生产工艺着重研究了助留体系、浆料pH、填料种类、压榨部压力、干燥部的干燥温度和干燥时间等因素对阳离子树脂型AKD施胶效果的影响。并对阳离子树脂型AKD在棉杆浆、阔叶木浆、OCC及麦草浆中的应用效果进行了研究。为了探究阳离子树脂型AKD施胶增效的机理,论文对乳液颗粒的Zeta电位和留着率进行了研究分析;用SEM分析研究了纸张加热熟化前后AKD颗粒在纸张中的微观结构,解释了阳离子树脂型AKD比淀粉型AKD施胶效果好,且熟化速度快的原因。添加PAE、PA、PAC等湿部助剂能够中和浆料中的阴离子垃圾,提高细小纤维的留着,从而提高AKD在浆内的留着,提高纸张施胶度,对AKD起到施胶增效作用。当浆料的Zeta电位为—5mV左右时,AKD在浆内的留着率较高,施胶效果较好。最后将实验中研究的阳离子树脂型AKD乳液中试生产。中试实验结果证明,与淀粉型AKD相比,自制阳离子树脂型AKD在瓦楞纸中的施胶综合成本每吨纸可节约0.5元,且施胶效果提高11%,缩短了施胶熟化时间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 造纸及中性施胶的概述
• 1.2 中性施胶剂
• 1.2.1 施胶剂的发展概述
• 1.2.2 烷基烯酮二聚体（AKD）
• 1.3 乳液的性质和制备
• 1.3.1 乳液的概述
• 1.3.2 影响乳液稳定性的因素
• 1.3.3 乳液的制备方法
• 1.3.4 AKD乳化技术的改进
• 1.4 本实验研究的内容和目的
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 原料及药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 乳化剂（R1）制备工艺
• 2.2.2 乳化剂性能表征
• 2.2.3 AKD乳液制备工艺
• 2.2.4 AKD乳液性能表征
• 2.2.5 浆料Zeta电位的测定
• 2.2.6 纸料中胶料留着率的测定
• 2.2.7 手抄片抄制
• 2.2.8 手抄片性能测定
• 3 结果与讨论
• 3.1 自制阳离子乳化剂性能表征
• 3.1.1 乳液性能
• 3.1.2 红外分析
• 3.2 阳离子树脂型AKD乳液制备
• 3.2.1 乳化机理
• 3.2.2 阳离子树脂型AKD乳液乳化工艺的研究
• 3.2.3 产品应用效果对比
• 3.2.4 小结
• 3.3 自制树脂型AKD乳液施胶工艺的研究
• 3.3.1 助留体系对AKD施胶效果的影响
• 3.3.2 浆料pH值对施胶效果的影响
• 3.3.3 填料对AKD施胶效果的影响
• 3.3.4 压榨力对AKD施胶效果的影响
• 3.3.6 干燥温度对AKD下机施胶效果的影响
• 3.3.7 干燥时间对AKD施胶效果的影响
• 3.3.8 乳液存放时间对施胶效果的影响
• 3.3.9 浆料种类对AKD施胶效果的影响
• 3.3.10 小结
• 3.4 AKD施胶增效机理的研究
• 3.4.1 AKD施胶机理
• 3.4.2 自制AKD乳液施胶增效的研究
• 3.4.3 造纸湿部添加剂对AKD施胶增效的研究
• 3.4.4 小结
• 3.5 中试应用
• 3.5.1 乳化剂中试生产
• 3.5.2 AKD乳液中试生产
• 3.5.3 AKD乳液在纸机上的应用
• 3.5.4 小结
• 4 结论
• 4.1 本论文主要结论
• 4.2 本论文的创新之处
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢