干强剂 :增加纸张物理强度的化学品

更新时间:2024-09-21 01:57

干强剂是一种用以增进纤维之间的结合,以提高纸张的物理强度而不影响其湿强度的精细化学品。干强剂可分为四大类,分别是植物胶类、淀粉类、羧甲基纤维素类和丙烯酰胺类聚合物。

干强剂通常用于补偿添加填料或低等级的纤维(如再生纤维)所引起的纸强度的下降;其增强作用的机理是:干强剂能有效地增加纤维之间的结合强度,而且经过干强剂处理的纤维能够经受住沿着结合键周边发生的应力集中情况,因而增干强剂也称之为浆内胶粘剂。

一、干强剂

干强剂是在纸页成形之前加入浆内,以提高纤维之间的结合力,从而提高成纸的干强度。早期的干强剂为淀粉、植物胶等天然产品,以后发展为淀粉衍生物、羧甲基纤维素等,但均存在用量大,增强效果不够理想等缺点。近年来,一系列改性的聚丙烯酰胺,其中尤以胺甲基化或第七代季铵盐化改性的阳离子型聚丙烯胺,增强效果更为显著。它可在各种不同pH值,甚至在碱性介质中应用。干强剂可分为四类。

基本介绍

造纸干强剂增强机理

天然和合成干强剂大部分都是亲水性高分子,这些高分子分散在纤维之间增加了纤维间成键数量,从而达到提高纸张强度的目的。大多的干强剂都含有接在主链环上的阳离子基团,这样就增加了聚合物和纤维间的结合力,提高了聚合物的留着性。常用的干强剂有天然聚合物如淀粉及其改性物(如阳离子淀粉、阴离子淀粉)、合成聚合物如聚丙烯酰胺乙二醛聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等以及其它水溶性天然产物类干强剂。在大多数情况下,仅加入质量分数0.1%~0.35%的该类物质就可达到有效的干强效果。我国则以阴离子聚丙烯酰胺改性淀粉为主。

纸的强度是受多种因素影响的,首先取决于成纸中纤维间的结合力和纤维本身的强度,以及纸中纤维的排列和分布。而最主要的是纤维间结合力,纤维的结合力一般有四种:化学键氢键、范德华力和纤维表面交织力。其中氢键结合力是纸张结合强度产生的主要方式,纤维素分子的羟基相当多,由无数微纤维相互间形成的氢键结合力是很大的,这是干强度产生的主要原因。干强剂从其分子结构的特点来看大都是含有多羟基的高分子聚合物,这就是与纤维素分子间形成氢键结合的基础,干强剂分子中的氢键形成基团与纤维表面的羟基形成氢键。如淀粉的自由葡萄糖羟基参与了纤维表面纤维素分子氢键的形成,所以淀粉增加了内部纤维的结合力,在两束纤维间的自然结合面上增加了氢键的数量。同时干强剂对纸页成形过程有一定的改进作用,干强剂此时起高效分散剂的作用,即干强剂使浆中纤维分布更均匀,提供了更多的纤维间以及纤维与高分子间结合,从而提高了干强度。

参考资料

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