第3章纸页增强.ppt

;3.1 概述 干强是一种纸页的内在结构特性，在纸页固化和干燥时纤维与纤维结合而产生。纸的强度取决于单根纤维的强度、纤维间结合强度、氢键结合数量（面积）、以及纤维和键的分布等。机械交织在成形时形成稳定的纤维网络，打浆促使纤维细纤维化，增加了纤维的比表面积，也提高了纤维间氢键结合数量。 氢键对水敏感，尽管氢键作用力很弱，但仍是影响纸页强度的主要因素。;;;3.2 提高纸质强度的方法 提高长纤维的比例； 降低填料用量； 添加干强剂； 在碱性pH值下抄造，提高湿压、通过施胶／涂布； 提高打浆度。;;;;;;;;;淀粉增强剂;;;淀粉是一种高分子量的葡萄糖聚合物 淀粉与纤维素分子结构类似，为葡萄糖单元构成的线性分子 淀粉作为能量的形式被保存植物中，以微细的白色颗粒形式 淀粉是提高纸张强度最普通和最便宜的助剂。;表2—1淀粉的颗粒性质 ;表2─2淀粉中支链淀粉和直链淀粉的百分含量及聚合度;表2─3天然物质的淀粉含量;淀粉颗粒结构;;淀粉糊化过程;分 解：酶变性糊精、酸分解淀粉;天然淀粉不溶于冷水，它以悬浮糊状存在，而不是溶液。 Starch slurry requires constant agitation and is thixotropic触变性的. 作为纸的粘结剂或增强剂，淀粉首先必须被糊化才能使用。 蒸煮过程使得淀粉颗粒水化，在一定条件下将淀粉颗粒分散成溶液。 ;直链淀粉 线性聚合物 Alpha 1-4 连接 糊液不稳定，易凝结和沉淀 在4%浓度会发生不可逆转的凝胶块 与极性物质形成复合物 遇碘显深蓝色 ;施胶-压榨 涂布 喷淋淀粉 阳离子淀粉 ; 喷淋淀粉的应用 SPRAY STARCH APPLICATION;在纸机网部，将淀粉乳喷淋到湿纸幅上，以提高纸页的强度。 淀粉的实际糊化发生在纸的干燥阶段。 喷淋淀粉的应用并不与纸机湿部化学冲突。 ;纤维间结合面积增加 抗张强度提高 层间结合强度提高 挺度增加 耐破度提高 (Mullen) CMT or 环压强度提高;氧化淀粉反应机理 氧化淀粉的方法很多，可用双氧水、高锰酸钾、高碘酸次氯酸盐等，常用次氯酸盐。利用次氯酸钠为氧化剂，制得次氯酸钠氧化淀粉，工艺流程如下：;氧化淀粉的特性 (1)氧化淀粉颗粒径向裂纹随氧化程??增加而增加。当在水中加热时，颗粒会随着这些裂纹裂成碎片 （2）白度增加。由于氧化剂对淀粉有漂白作用，使氧化淀粉的白度增加，且随氧化程度提高而增加； (3) 胶化温度下降，糊液清晰度高、稳定性提高，糊液经干燥后能形成强韧、清晰、连续的薄膜； (4) 氧化后的淀粉已带了弱阴离子性，易吸附带阳离子的染料。; 阳离子湿部淀粉 CATIONIC WET-END STARCH ;阳离子淀粉用于纸机湿部. 淀粉分子链上被阳离子或正电荷单元化学取代. 取代基团数量用取代度or D.S. 表示。 例如 D.S. 为0.03, 表示每100个葡萄糖基团上有3个阳 离子取代基团.;NaOH;;CS被用于湿部有2个目的： 改善纸页强度（Strength improvement） 提高纸料留着（Retention） 只需加入少量的. (~ 10 kg / 吨纸) 淀粉粘度大，所以用量低. (~ 1% w/w) ;当CS被加入纸料中时，将与纸料发生离子作用. 在离子作用过程中，带正电荷的CS将与带负电荷的纤维、细料及填料产生离子键结合. 作用结果形成‘离子晶格’，直至纸页被干燥。;;用量低. 由于电荷密度低，CS在湿部不会造成剧烈的变化. CS可以用于纸页增强及细料助留。 CS将有助于留着、滤水及施胶. 可作为阴离子染料的定着剂.;植物胶 瓜儿胶是最常用的植物胶。它是由半乳糖和甘露糖基连接而成的碳水化合物。这两种糖基比例随着植物不同而不同。但总的来说瓜儿胶一个单元结构由一个半乳糖基和两个甘露糖基构成。洋槐种子胶是另一种类似半乳甘露糖。梧桐胶的支链多糖结构复杂。 瓜儿胶是一种可食用的聚合物，它可以与矿物质和纤维表面形成氢键，起增稠作用。通过对它用非离子、阴离子或阳离子酯化可以扩大它的用途。应用类似与淀粉。 ;当半乳甘露糖的植物胶用于湿部时，它能为纸中的连接提供半纤维素。其公认是范德华力和氢键德影响－长链的B-D甘露葡萄糖基1，4连接，还有1，6连接的a-D-半乳葡萄糖，能够产生桥连和连接。 ;添加优点： -强度;Mullen耐破度，耐折和抗张强度提高。撕裂度也提高。 -拉毛强度，拉毛强度（将纸页表面纤维拉出所需的力）增加。 -保水性。半乳糖能够保持水分，减少额外的打浆，也就是能源消耗降低。 -抗压性，抗压性增加。 -孔隙度；纸的孔隙度减小。 -细料留着和滤水性；细料留着率增加，阳离子瓜儿胶是一种很好的助留助滤剂。 -车速；车速提高，由于滤水性好。 ;; （;两性及多元变性