影響AKD施膠的主要因素有哪些
影響AKD施膠的因素非常多，而且隨著工廠生產(chǎn)條件和工藝結(jié)構(gòu)的不同，AKD 施膠更是存在著較大的差異，本文結(jié)合造紙生產(chǎn)的實(shí)際，對(duì)影響AKD施膠的幾個(gè)主要因素進(jìn)行了分析。
1、AKD施膠機(jī)理
AKD屬纖維反應(yīng)型合成施膠劑，在中、堿性條件下，反應(yīng)性官能團(tuán)能夠和纖維素上的羥基發(fā)生反應(yīng)，形成共價(jià)鍵結(jié)合而固著在纖維上，在纖維表面形成一層穩(wěn)定的薄膜，使纖維由親水性變?yōu)槭杷?，從而使紙?yè)獲得抗水性。
AKD雖然具有能夠直接和纖維素羥基反應(yīng)的官能團(tuán)，但在紙機(jī)濕部二者基本不發(fā)生反應(yīng)。AKD乳液加入漿料中以后，施膠劑粒子僅僅只是分散在漿料體系中，多個(gè)施膠劑粒能夠形成比較大的附聚團(tuán)，這些附聚團(tuán)和單個(gè)的施膠劑粒子吸附在細(xì)小纖維、填料和纖維表面，上網(wǎng)后隨著這些細(xì)料的留著而留著在濕紙頁(yè)中，此時(shí)AKD只是以靜電吸附和游離形式存在，它和纖維素之間的共價(jià)鍵還沒有形成。在干燥部，隨著紙頁(yè)中的水分逐漸減少，受干燥溫度的影響AKD粒子熔化而在纖維表面擴(kuò)展開，分子上具有反應(yīng)性的官能團(tuán)朝向纖維，疏水基部分向外，朝向纖維的反應(yīng)性官能團(tuán)與纖維素的羥基發(fā)生反應(yīng)形成共價(jià)鍵，從而固著在纖維表面上，完成施膠過程。
2、假施膠原因分析及預(yù)防措施
AKD是反應(yīng)性施膠劑，紙(或紙板)下機(jī)后， 要經(jīng)過一段時(shí)間使AKD與纖維素發(fā)生結(jié)合反應(yīng)，才能達(dá)到施膠效果。造成假施膠的根源是AKD沒有發(fā)生有效的反應(yīng)或沒有反應(yīng)，特別是在熟化過程中如果AKD發(fā)生水解反應(yīng)，就不能與纖維素反應(yīng)達(dá)到施膠效果。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)AKD水解反映與紙頁(yè)的pH、填料中的游離堿、下機(jī)水分和干燥溫度等因素有關(guān)。在生產(chǎn)上，AKD 施膠中產(chǎn)生假施膠的原因主要有以下幾個(gè)方面。
（1）系統(tǒng)pH值超出范圍
AKD的施膠效果與PH值的關(guān)系很大，一般認(rèn)為只有在中、堿性條件下AKD的內(nèi)酯環(huán)才能打開與纖維素上的羥基反應(yīng)。當(dāng)pH<6時(shí)，AKD幾乎不能產(chǎn)生施膠作用：隨著pH值增加，AKD的施膠效率會(huì)逐漸提高，尤其是當(dāng)pH在6.5~7.5之間時(shí)，紙頁(yè)的施膠度上升最快；但當(dāng)pH＞8.0時(shí)，施膠度的上升速度開始減慢?？梢娤到y(tǒng)pH值對(duì)施膠果有重要的的影響，pH值太低或太高施膠效果都不理想。其原因是pH值太低時(shí)，施膠劑的化學(xué)反應(yīng)速度比較慢，隨著漿料pH值的增加，反應(yīng)速度隨之加快，但同AKD的水解速度也隨之加快，施膠效果會(huì)因AKD的水解而降低。因此，生產(chǎn)上pH值一般應(yīng)控制在7.5~8.5之間，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)紙機(jī)流送系統(tǒng)pH值在7.8~8.2之間時(shí)，AKD 的施膠效果最好。一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的pH值超出控制范圍就應(yīng)該及時(shí)調(diào)整，在配漿時(shí)加人適量氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉等，以調(diào)節(jié)pH值為最佳狀態(tài)。在生產(chǎn)上，常用碳酸氫鈉來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH值，因?yàn)樘妓釟涓x子能提高AKD的施肢效果，同時(shí)加入的堿增加了系統(tǒng)中的堿度，堿度在150~250mg/L范圍內(nèi)，也會(huì)提高AKD的施膠效果。
（2）干燥溫度太低
多缸紙機(jī)的干燥曲線及紙頁(yè)下機(jī)溫度對(duì)施膠效果有重要的影響，干燥曲線是制約在施膠熟化程度的主要因素，使用松香施膠的紙機(jī)系統(tǒng)，如果改用AKD施膠而同時(shí)對(duì)其干燥曲線不進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?，則難以得到理想的施膠效果，這也是目前許多紙廠由酸性施膠改為中性施膠時(shí)沒有獲得成功的主要原因。實(shí)踐證明，要獲得比較好的施膠度，當(dāng)紙頁(yè)進(jìn)入烘干部以后，就需要采用快速升溫的干燥曲線，并且需要提供足夠的干燥熱量，以盡快降低紙頁(yè)水分，破壞AKD的靜電吸附作用，促使施膠劑分子重排，加快施膠劑與纖維素羥基之間的化學(xué)反應(yīng)。在生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn)紙頁(yè)的下機(jī)溫度不同，AKD 的熟化程度也不相同，主產(chǎn)實(shí)踐表明紙幅的下機(jī)溫度越高，施膠劑的熟化程度越好。
另外，如果在表面施膠前紙頁(yè)的施膠狀況良好，而經(jīng)過表面施膠以后，在復(fù)卷機(jī)處卻失去了施膠度，這種情況一般 是烘缸干燥曲線不當(dāng)、干燥熱量不足、紙頁(yè)水分過高等原因?qū)е铝苏Ｊ┠z反應(yīng)被表面施膠淀粉所干擾，發(fā)生了再定向。對(duì)此可以通過降低紙頁(yè)出壓榨部水分、改善干燥曲線.提高干燥能力或者增加用量來調(diào)節(jié)。
（3）下機(jī)紙頁(yè)水分太高
紙頁(yè)的水分含量對(duì)施膠效果的影響、紙頁(yè)在烘干過程中的水分和下機(jī)紙頁(yè)水分都會(huì)影響的施膠效果。在烘干部，AKD的靜電吸附不斷被破壞，其反應(yīng)性官能團(tuán)與纖維素羥基形成共價(jià)鍵而起到施膠作用。在烘干過程中，如果紙頁(yè)水分過高，會(huì)影響AKD與纖維之間的反應(yīng)；反之，紙頁(yè)水分越低，參加反應(yīng)的AKD就越多。操作中適當(dāng)降低紙頁(yè)出壓榨部和干燥部的水分，有助于施膠反應(yīng)的完成，加快AKD熟化。紙頁(yè)下機(jī)時(shí).紙張中的大部分AKD與纖維素之間仍舊以靜電吸附形式存在，還需要再放置一段時(shí)間，或者通過復(fù)卷加熱進(jìn)一步促進(jìn)其共價(jià)鍵的形成，以達(dá)到最佳施膠度。如果紙頁(yè)下機(jī)水分含量比較低，AKD的靜電吸附將會(huì)繼續(xù)被破壞，隨后與纖維素發(fā)生反應(yīng)而得到熟化；對(duì)于水分較高的紙，因?yàn)榧堩?yè)下機(jī)時(shí)其中的AKD大部分仍以靜電吸附和游離狀態(tài)存在，通過放置或加熱僅有一部分 AKD與纖維素發(fā)生反應(yīng)，另外一部分會(huì)緩解水解；如果紙頁(yè)水分過高，特別是多層紙板，則繼續(xù)參加反應(yīng)的AKD更少，大部分AKD將會(huì)逐漸水解而失去施膠作用，紙頁(yè)的吸水性隨著防止時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高。
（4）填料中游離堿的存在
填料對(duì)AKD施膠有不利的影響。一般認(rèn)為有兩種原因，一是由于填料的比表面積比纖維高，膠料傾向于吸附填料表面，吸附在填料上的AKD不會(huì)對(duì)施膠有積極作用。添加膠的量必須增加到能彌補(bǔ)這種損失程度。二是填料影響施膠效率是通過影響膠料的留著率，一些原來被填料吸附的膠料能重新分布在纖維表面，如果填料未留著，則這些吸附的膠料也隨之流失，因此，填料的留著對(duì)有效施膠也很重要。另外，如果紙頁(yè)水分過高、貯存溫度過高。填料懸浮液中的游離石灰含量過高也很容易造成施膠劑水解速度加快，嚴(yán)重時(shí)放置一段時(shí)間后紙頁(yè)施膠度完全失去，造成假施膠。懸浮液中的石灰含量除與其制備過程有關(guān)外，通常，懸浮液放置時(shí)間越長(zhǎng)，其中含有的游離氫氧化鈣就會(huì)越多，因此懸浮液長(zhǎng)久放置對(duì)施膠有不良影響。
3、結(jié)語(yǔ)
采用AKD施膠施膠劑，抄造出來的紙或紙板下機(jī)后經(jīng)一段時(shí)間的熟化才能達(dá)到最好的施膠效果，但是如果熟化的條件發(fā)生變化，造成熟化期內(nèi)AKD大量水解或與AKD反應(yīng)速度極其緩慢，就會(huì)出現(xiàn)假施膠，生產(chǎn)上出現(xiàn)假施膠的主要原因與系統(tǒng)利值、填料游離堿、干燥溫度、下機(jī)水分和溫度等因素有關(guān)，在生產(chǎn)上出現(xiàn)假施膠以后，應(yīng)及時(shí)查找原因，以便采取措施進(jìn)行處理。
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