【關(guān)鍵詞】　瓦楞紙；化學(xué)品；增強(qiáng)劑；施膠劑
 
        【我要印】訊：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)包裝材料的要求也越來越高，不僅要保護(hù)商品、方便運(yùn)輸，還要能更大幅度的提高商品附加值，這從強(qiáng)度、適印性、成本等各方面給瓦楞紙生產(chǎn)廠家提出了更高的要求，而未來瓦楞紙箱業(yè)必然朝著高強(qiáng)度，低定量和高印刷精美度等方向發(fā)展。
        在瓦楞紙的實(shí)際生產(chǎn)中，要提高其質(zhì)量主要有兩種途徑，一是提高原料性能，二是合理使用化學(xué)品。眾所周知，瓦楞原紙的生產(chǎn)原料以回收利用的廢紙為主，原料性能較差，如果從改善原料結(jié)構(gòu)的角度入手，優(yōu)化廢紙?jiān)�料或者添加�?yōu)質(zhì)漿料，無疑在成本上有較大壓力。而通過合理的使用一些化學(xué)品，不僅成本較低，而且能顯著的提高產(chǎn)品的性能，滿足市場(chǎng)需求。目前瓦楞紙生產(chǎn)過程中使用的化學(xué)品主要有增強(qiáng)劑、施膠劑等幾大類。
 
        1、瓦楞紙生產(chǎn)中使用的增強(qiáng)劑
        瓦楞原紙之所以能滿足商品運(yùn)輸和包裝的需求，主要得益于其特殊的結(jié)構(gòu)和較好的強(qiáng)度性能，其中環(huán)壓強(qiáng)度和挺度是瓦楞原紙最主要的強(qiáng)度性能指標(biāo)。目前，基于環(huán)保和成本的要求，降低瓦楞原紙的定量是瓦楞紙箱發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)，為了保持甚至進(jìn)一步提高產(chǎn)品的強(qiáng)度，只能通過使用一些成本較低且增強(qiáng)效果顯著的增強(qiáng)劑。雖然增強(qiáng)劑的使用會(huì)引起紙頁(yè)厚度的下降，但它不影響單根纖維的強(qiáng)度，而能增加纖維的結(jié)合強(qiáng)度和Z向強(qiáng)度，從而起到提高環(huán)壓強(qiáng)度和補(bǔ)強(qiáng)的作用[1]。
        目前使用的一些增強(qiáng)劑，在其分子中帶有羥基、胺基等基團(tuán)，可以與纖維的羥基形成氫鍵結(jié)合，提高纖維的結(jié)合強(qiáng)度，從而可以顯著的改善瓦楞原紙的挺度和環(huán)壓強(qiáng)度。按合成單體來分，目前使用的增強(qiáng)劑主要有淀粉類化學(xué)助劑、聚丙烯酰胺類增強(qiáng)劑、共聚乳液型增強(qiáng)劑等[7,8]。
        1.1  淀粉類增強(qiáng)劑
        紙用變性淀粉的品種主要有陰離子淀粉干強(qiáng)劑、氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、淀粉黃原酸酯、非離子淀粉、陽(yáng)離子淀粉、兩性離子淀粉以及淀粉與乙烯基單體的接枝共聚物，在造紙?jiān)鰪?qiáng)劑中占有很大的比例。其中用于瓦楞原紙?jiān)鰪?qiáng)的淀粉主要有陰離子淀粉、陽(yáng)離子淀粉和噴淋淀粉等[1,2]。
        陰離子淀粉可有效地增加紙頁(yè)的挺度，從而提高瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度。而使用層間噴霧淀粉，不僅能增加層間結(jié)合強(qiáng)度，還能提高紙板的挺度，進(jìn)而提高紙板的環(huán)壓強(qiáng)度，在全廢紙的瓦楞芯紙中使用噴淋淀粉，紙頁(yè)定量135g/m2，用量為3%，可提高環(huán)壓強(qiáng)度50%左右；用量為6%，可提高環(huán)壓強(qiáng)度67%左右。將陽(yáng)離子淀粉應(yīng)用于瓦楞原紙，可同時(shí)提高抗張強(qiáng)度和環(huán)壓強(qiáng)度，但它對(duì)提高紙頁(yè)的裂斷長(zhǎng)比環(huán)壓強(qiáng)度更有效，將冷溶陽(yáng)離子淀粉用于70%的箱紙板和30%的書刊廢紙組成的瓦楞原紙漿，添加量為2.0，環(huán)壓指數(shù)增加23.92%~26.97%，其使用效果與熱溶陽(yáng)離子淀粉相當(dāng)（28.3%），但前者可常溫糊化，操作方便，成本較低。
        1.2  聚丙烯酰胺（PAM）類增強(qiáng)劑
        聚丙烯酰胺是一種多功能水溶性的線性高分子聚合物。在工業(yè)生產(chǎn)上主要是以丙烯腈為原料經(jīng)催化劑催化水合而制得丙烯酰胺單體，再將丙烯酰胺經(jīng)自由基引發(fā)聚合成各種相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺。PAM和它的衍生物可以用作絮凝劑、增稠劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑以及液體的減阻劑等[3,4]。
        聚丙烯酰胺作為造紙?jiān)鰪?qiáng)劑使用時(shí)，由于纖維本身帶有負(fù)電荷，且目前二次纖維的大量使用，使抄紙的濕部環(huán)境越來越惡劣，含有多種雜離子，而非離子型聚丙烯酰胺本身不帶電荷，無法直接與纖維結(jié)合，其增強(qiáng)效果甚小，因此必須先對(duì)其進(jìn)行改性，生成陰離子、陽(yáng)離子或兩性聚丙烯酰胺才能使用。近年來聚丙烯酰胺類增強(qiáng)劑的使用量逐漸增加，有逐步取代改性淀粉的趨勢(shì)。
        陰離子聚丙烯酰胺(APAM)用作干增強(qiáng)劑，必須在高濃度的硫酸鋁存在下，通過Al3+的絡(luò)合，靜電吸引使聚丙烯酰胺分子帶有的負(fù)電荷(R-COO-)與纖維帶的負(fù)電荷相互橋聯(lián)成配位鍵，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到增強(qiáng)作用[1]。由于它必須在強(qiáng)酸性條件下抄紙，且電荷單一，易受到漿中雜離子干擾，增強(qiáng)效果較差，因此，目前使用不多。
        陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)是一種優(yōu)良的增強(qiáng)劑，CPAM分子結(jié)構(gòu)中的陽(yáng)離子基團(tuán)容易吸附在帶負(fù)電的纖維上，起到架橋的作用，促進(jìn)纖維間的相互作用，同時(shí)，吸附到纖維上的增強(qiáng)劑有助于酰胺基與纖維上的羥基形成氫鍵，從而提高了紙張的強(qiáng)度。CPAM不僅有效地提高挺度和環(huán)壓強(qiáng)度，還能有效的改善干強(qiáng)度性能[1,2,4]。相對(duì)于淀粉類助劑，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺更能顯著地改善環(huán)壓強(qiáng)度。
        而兩性聚丙烯酰胺型紙用增強(qiáng)劑是利用高分子鏈上的酰胺基(-CONH2)與纖維上的羥基(-OH)形成氫鍵(這種鍵能大于分子間的范德華力)，而使纖維之間互相交織增強(qiáng)，達(dá)到使紙干強(qiáng)度提高的目的[1,2,4]。兩性多元共聚型聚丙烯酰胺除了氫鍵作用外，高分子鏈上的陽(yáng)離子功能團(tuán)可以直接和纖維素負(fù)電荷形成離子鍵，而陰離子功能團(tuán)則可以通過配位絡(luò)合與體系中的Al3+結(jié)合，和纖維形成配位鍵，故通過兩性多元共聚型聚丙烯酰胺的作用，可促使纖維之間形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其用量越大時(shí)，這種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)就越致密，相應(yīng)紙的干強(qiáng)度(包括裂斷長(zhǎng)，環(huán)壓強(qiáng)度等)就越大。由于兩性聚丙烯酰胺具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，目前已成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。
        目前在瓦楞紙生產(chǎn)中使用的主要有陽(yáng)離子聚丙烯酰胺型和兩性聚丙烯酰胺型。向普通廢紙漿中添加1%~1.5%的陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺增強(qiáng)劑，可將環(huán)壓強(qiáng)度提高23%~30%[2]。王進(jìn)等人通過自由基共聚反應(yīng)合成陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，用作瓦楞原紙環(huán)壓強(qiáng)度增強(qiáng)劑，結(jié)果表明，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的分子量對(duì)瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度的影響較大，分子量為40萬左右的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺對(duì)提高瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度最佳，而且其增強(qiáng)效果隨著用量的增加而增大，向回收箱紙板漿中添加0.6%的共聚物可將瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度提高22.1%。而對(duì)于兩性聚丙烯酰胺型也有較多的相關(guān)研究，國(guó)內(nèi)彭曉宏、沈家瑞合成了聚(甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨-CO-丙烯酰胺-CO-丙烯酸)兩性紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，加入紙漿中后，成紙的干強(qiáng)度和撕裂度都有明顯提高。四川邦貝化學(xué)公司生產(chǎn)的合成改性聚酰胺樹脂(BNP-III-2)，屬兩性復(fù)合離子型，它含有大量的羥基、酰胺基和羧基等活性基團(tuán)，在用90％普通廢紙漿和10％牛皮箱紙板漿生產(chǎn)160g/m2瓦楞原紙時(shí)，添加1％的BNP-III-2，環(huán)壓指數(shù)可全部達(dá)C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)省了成本[1]。陳港等人比較了陽(yáng)離子淀粉、兩性淀粉、PAM等造紙助劑在瓦楞原紙抄造中的增強(qiáng)效果，發(fā)現(xiàn)對(duì)紙頁(yè)環(huán)壓強(qiáng)度提高最為有效的是陽(yáng)離子PAM，其余依次為兩性PAM、陽(yáng)離子淀粉、兩性淀粉和陰離子PAM，但隨著用量的增加，陽(yáng)離子淀粉的使用效果較陽(yáng)離子PAM更好，綜合考慮成本，使用陽(yáng)離子淀粉更有利。

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