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造纸湿强剂 吴芳t 张秀梅t 10018) (浙江理工大学，杭州3 摘要：分析了几种常用湿强剂的基本原理，通过研究对比发现PAE湿强剂是现 在国内外湿强效果最好、最值得研究的产品，一般湿强效果达到了30％以上。但是 PAE含有有机卤化物，于是研究PAE的改牲物也变的很热门，如不饱和PAE。同时 国内外大力提倡节约资源，助剂绿色化，这也给FAE的应用提出了更高的要求，而 利用紫外的熟化方式带来了希望。 关键词：湿强剂PAE改性熟化 一般纸张住浸湿的情况下强度只能保持原来强度的4％～10％左右(相对干强度)，如果是废 纸加T的纸张强度降低的更多。但是生活巾一些特殊用纸不仅要有一定的干强度，在水浸湿后还要 具有一定的湿强度，如照相原纸，晒图原纸，纸浆模颦纸品，包装纸、生活用纸等以提高纸张 的抗水性发强度。 造纸湿强剂于上世纪30年代末发展起来，并且在世界的各大造纸，．迅速串红，加入湿强剂纸 张的湿强度可以达到15％～40％(相对干强度)。很早以前就有人用硫酸处理原纸而得到了羊皮纸，羊 皮化的纸张变的不透水，主要是冈为经过硫酸处理后的纸张纤维之间形成了变性结合，这种结合水不 能打破，于是通过羊皮化赋予了纸张较好的湿强度。但是这个方法成本太高，生产效率低，现在主要 是通过加入助剂(就是湿强剂)，达到了提高纸张湿强度的真正目的。现在利用较多的湿强剂有脲醛 及其改性物，双醛淀粉、聚乙烯亚胺(PEI)等fl】。 目前1tj：界上应用最多的湿强剂是聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)【z，朝。由于现在的造纸主要是在中碱性 条件下进行“1，而二聚氰胺甲醛树脂(MF)、脲醛树脂(UF)由于只能在酸性条件下使用。且 还不成熟而没有大范陶商业化。PAE适合在巾碱性条件下抄纸，但PAE树脂用于生活用纸方面的毒性 太高而小能广泛戍用，PAE的有机氯含最很难达到卫生用纸的要求。于是一些食品包装纸和卫生用纸 只能靠进Lj湿强嗣，而进Lj的湿强剂一般价格较高，这也迫使国内许多研究机构开始对新型湿强齐lj进 行研究及开发。 湿强剂对促进废纸原料的大最使用，减少造纸J+的污染，增加企业和国家的利益发挥重要作 用。湿强剂提高了纸产品在国际市场上的竞争力，提高产品的档次。而21世纪更加注重资源的 保护，一般的湿强剂在达到最高湿强度都需要在高温条件下进行熟化，尤其是PAE树脂，需要消 耗大量能’景。于是研究出节能减排的生产技术更富有挑战性，对保护匮乏的资源有重要的意义。 1 湿强机理 作为造纸湿强剂，首先必须： a．亲水性好可以溶解于水或在水中可以自由分散，即具有好的亲水性； b．具有反应活性； C．带有与纤维相反的电荷，晕阳离子型。 这些性质促使树脂吸附在纤维上，有效的固定，才能提高纸张的抗水性[8】。 纸张的强度主要由纤维与纤维之间的氢键结合强度决定的，氢键极易受水破坏，浸湿后的纸张 177 极易溃烂，失去了绝大部分强度。很早以前人们为了保护湿状态下纸张的强度用硫酸处理纸张使之 羊皮化，这是因为水不能破坏由于硫酸处理而在纤维之间形成的变性结合，因而在湿的状态下也很 结实[8】，塑料薄膜覆盖在纸张表面也可以防水。但是这些方法造价都很贵，于是推进了造纸湿强 剂的产业化发展。 湿增强剂虽得到了很大的应用，但至今湿强机理仍不是很清晰，现在一般认为有两种： (1)保护机理 ． 保护机理即加强和保护已有的纤维的结合。湿强树脂一般为高分子聚合物，易在纤维周围产生 一个交错的链状网络结构，从而阻止了纤维的吸水润胀，达到了增湿强的效果。 (2)增强机理。 增强机理即产生了新的抗水结合键。带负电荷的纤维会与带正电荷的树脂发生反应，形成新的 结合键，同时使内部的氢键结合也得到了增强。如脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂和相邻的纤维形成 抗水的亚甲基醚键，因而使纸张产生一定的湿强度。 日本Takao 键的产生，可能是因为纤维中含有羧基的原因，产生的这些化学键将纤维紧密的结合在一起。且 经过熟化的和未熟化的纸张在加入相同量的PAE后，熟化后的纸张湿强度大幅提高，这主要是因 为PAE分子的末端也含有羧基基团，羧基会与阳离子发生反应生成酯基，于是PAE分子内有酯基 间的反应更加完全。 2常用造纸湿强剂 2．1脲醛树脂(UF)