表面活性剂在纸浆分散中的应用
1 分散机理分散是将固体微小颗粒尽可能均匀分地布在另一种不相容的物料中。对于造纸过程来说,纤维、填料和一些化学品等都是水不溶性的,它们有在水溶液中自行聚集的趋势,而且不同物料之间往往因不相容性而尽量远离,这样就难以得到性能均匀、强度理想的纸张。加入分散剂则可以使固体粒子表面形成双分子层结构,外层分散剂极性端与水有较强亲和力,增加了固体粒子被水润湿的程度。固体颗粒之间因静电斥力而远离,达到良好分散效果。
2 分散剂主要品种
纸浆分散剂有如下几种类型。
(1)部分水解聚丙烯酰胺这种分散剂既可以由非离子聚丙烯酰胺水解制得,也可以通过丙烯酰胺和丙烯酸以一定比例共聚得到。作为分散剂使用的一般是其钠盐。由于分子链中含有部分羧基,对带负电荷的纤维素纤维有分散效果。并且在相对分子质量为300万左右时,能提高浆液黏度,有利于纤维悬浮,故是一种长纤维的高效分散剂。
(2)聚氧化乙烯(PEO) 聚氧化乙烯(PEO)是目前国内外应用最多的纸浆分散剂。PE0是环氧乙烷通过阴离子开环聚合得到的水溶性高分子。
PE0除具有助留、增强作用外,对长、短纤维均有良好的分散作用,适应pH值范围宽。另外,它还能改善纸张柔软度和光滑程度。一般用作分散剂的PE0的相对分子质量约在250万~300万左右。PEO在高剪切力和高温下会发生分子链降解,导致黏度降低和分散能力下降。
(3)树胶很多树胶(如刺梧桐胶、槐树豆胶等)对纤维素纤维有极佳分散效果。这些树胶是纤维的保护胶体,其阴电荷在纤维上均匀地分布,能阻止纤维的结合。当然,它们亦能提高悬浮介质的黏度,不利于纤维的凝聚。
(4)海藻酸钠 这是从海藻中提取的海藻酸的钠盐,系β-失水右旋甘露糖醛酸的聚合物。海藻酸钠是水溶性高分子,对纤维有显著分散能力,且黏度稳定,分子链在高剪切力下不易发生降解。海藻酸钠分散纤维的能力特别优异,但价格较昂贵。
(5)其他甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等,都可作为纤维分散剂。
上述水溶性高分子都是纸浆分散剂,与涂布过程中加入的分散剂有所不同,这点在应用时应加以注意。
3 分散剂制备实例
制备实例l:
组分 | 质量份数 | 组分 | 质量份数 |
丙烯酸 | 15 | 二乙醇胺 | 4 |
丙烯酰胺 | l | 二甲基甲酰胺 | 3 |
马来酸酐 | 5 | 水 | 至30% |
过硫酸钾 |
制备实例2:
组分 | 质量份数 | 组分 | 质量份数 |
聚氧化乙烯 | 1 | 水 | 100 |
木素磺酸钠 | 1 |