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分散剂在造纸过程中的纤维悬浮液中的应用进展


分散剂在造纸过程中的纤维悬浮液中的应用进展
纤维在水中的分散情况是影响纸页匀度最重要的因素之一。如果纤维以单根形式存在于液体中并保持均匀分散,则能抄造出组织良好的纸张。另一方面,如果纤维趋于集聚或凝聚成浆块的形状,则纸页会出现云彩花状不均匀状态,给纸页成形带来困难。而纸页的特性在很大程度上取决于纤维特性、纤维分布的均匀性及纤维间的结合状况。这对于一些匀度要求较高的特种用纸,如过滤纸、喇叭纸的生产尤其如此。纤维在水中的分散状况的好坏直接决定了最终产品的好坏。因而在浆料悬浮液中保持最优化的纤维悬浮状态一直是造纸工作者努力追求的目标。而添加分散剂就是一种实现此目的的经济、可靠、操作易行的方法。
1、分散剂的分类浆料悬浮液中所用的分散剂一般都具有一定的水溶性和亲水性,以及适宜的流变学特性。根据其作用机理一般分为三大类:第一类为表面活性剂,有以下两种:a非离子型分散剂,如脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷,油酸聚氧乙烯酯。b阴离子型分散剂,如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、土耳其红油、纤维素硫酸钠、烷基二苯醚磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐。第二类为一些电解质类无机盐,包括焦磷酸钾、六甲基磷酸钠等。第三类为水溶性高分子,又称水溶性树脂或水溶性聚合物,是一种亲水性的高分子材料,在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。它是目前在浆料分散方面用得较多的一类。其典型代表为聚氧化乙烯和聚丙烯酰胺。其详细分类见上面所示的系统表。其中在应用合成类高分子作为分散剂时,分子量的选择是关键。如对聚丙烯酰胺来讲,在低分子量时是分散材料的有效增稠剂,而高分子量时则是重要的絮凝剂。因此,选择合适的分子量对浆料分散状态的好坏起决定性的影响。
2、分散剂作用的可能机理浆料中阴离子或非离子表面活性剂的加入降低了浆料悬浮液的表面张力,提高了纤维表面的润湿性能,减少了纤维因疏水性而引起的絮凝,其作用机理可能是:①赋予纤维表面电荷,使其几乎产生斥力(阴离子表面活性剂);②覆盖于纤维表面,起到保护胶体的作用;③在纤维周围形成高粘度状态,防止纤维碰撞聚集;④表面活性剂具有良好的吸附及悬浮特性,吸附在纤维表面,形成水滑膜,使纤维互相滑过而不致产生缠结;⑤纤维表面润湿性能的改变也减少了纤维间的摩擦力,减少了纤维间相互粘着的机会;当往悬浮液中添加多聚磷酸盐,如六偏磷酸钠、焦磷酸钾等多价电解质时,其可能的导致纤维分散的机理是:此类电解质的加入改变了纤维上的动电电荷,使纤维上的负电荷增加,纤维相互之间的斥力增大,从而构成了稳定的带阴性电荷的悬浮液。水溶性高分子作为分散剂的作用机理是:①它们的加入使得浆水的粘度增高,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;②浆液粘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;③粘性介质对纤维的粘滞液力使得许多纤维在停止搅拌时,还没有相互接触就松驰并变成钝态,从而在减小了内应力的悬浮液中形成纤维网络;④悬浮液粘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;

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