AKD中性施胶原理与优质PPT课件.ppt

AKD中性施胶原理与中性施胶原理与主要内容主要内容 中碱性施胶中碱性施胶 AKD AKD的合成与乳化的合成与乳化 AKDAKD的施胶机理的施胶机理 AKDAKD中性施胶过程中的故障排除中性施胶过程中的故障排除中性中性/碱性施胶的机理碱性施胶的机理松香胶的施胶机理主要依靠静电吸引力松香胶的施胶机理主要依靠静电吸引力AKDAKD主要通过共价键的化学作用主要通过共价键的化学作用纸料中机械浆的含量增加时不利于使用纸料中机械浆的含量增加时不利于使用AKDAKD施胶施胶阴离子杂物的量随阴离子杂物的量随pHpH的增加而增加的增加而增加在酸性抄纸添加下，硫酸铝可以充分控制阴离子杂物在酸性抄纸添加下，硫酸铝可以充分控制阴离子杂物中性施胶的优点与缺点-工程应用优点优点缺点缺点碳酸钙可被用作填料存在施胶剂水解问题容易脱水(脱水速度快)工程温度受控制减少打浆和干燥的能源消耗使用酸性化学浆(pH7.5时使用机械浆导致黄变纸张永久性提高复印纸与墨粉粘结力不足化学抵抗性提高高度施胶时纸张表面打滑荧光增白剂使用量高纸张光泽度低二、AKD的合成与乳化 AKDAKD为不饱和内酯为不饱和内酯原料：饱和脂肪酸原料：饱和脂肪酸(棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、花生酸棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、花生酸)AKDAKD的合成的合成AKD的乳化与乳液指标7590oC,阳离子稳定剂，少量的表面活性剂阳离子稳定剂，少量的表面活性剂加入加入AKD块片，融化块片，融化将混合物强行通过均质器，将混合物强行通过均质器，然后冷却然后冷却还可以加入少量的促进剂还可以加入少量的促进剂和少量的杀菌剂和少量的杀菌剂少量水高速剪切O/W乳液增效剂熔融AKD乳化剂O/W乳液大量水高速剪切快速冷却成品储存W/OO/WAKD的乳化与乳液指标粒径粒径:0.52 m,平均平均1 m固含量固含量:613%(几年前几年前);150.5%，2025%(目前目前)pH 值：值：35，粘，粘 度：度：15 mPa.s（25摄氏度）摄氏度）保质期：保质期：3个月（室温密闭，避免冰冻曝晒）个月（室温密闭，避免冰冻曝晒）固含量中的固含量中的2040%为阳离子淀粉或其它更强阳离子性的聚合物稳定剂为阳离子淀粉或其它更强阳离子性的聚合物稳定剂“第三代第三代”高固含量高固含量AKD(极少水解和迁移极少水解和迁移)产品中保护剂的含量高达产品中保护剂的含量高达AKD本本身含量的身含量的1.5-2.0倍倍三、三、AKDAKD的施胶机理的施胶机理AKD的反应活性与纤维素反应的活性低于与纤维素反应的活性低于ASAASA 水解产物为固体的酮类化合物水解产物为固体的酮类化合物,可以被留着在纸张上可以被留着在纸张上 AKD AKD本身形成沉积物的危险性较小本身形成沉积物的危险性较小，但在水解过程中产生的不稳定中但在水解过程中产生的不稳定中 间体间体-酮酸酮酸,能和钙离子形成相对稳定的粘性沉淀物质能和钙离子形成相对稳定的粘性沉淀物质AKD的反应活性AKD施胶机理AKD施胶机理AKDAKD必须先铺展到纤维表面才能发生酯化反应，但是水解反应却不需必须先铺展到纤维表面才能发生酯化反应，但是水解反应却不需要要随着温度升高随着温度升高,水解速率上升快于酯化速率的上升水解速率上升快于酯化速率的上升,因此升高温度因此升高温度不利于施胶不利于施胶有必要设计湿纸页干燥温度曲线分布图，在可能的前提下尽快尽早有必要设计湿纸页干燥温度曲线分布图，在可能的前提下尽快尽早地排除过剩的水份地排除过剩的水份在纸张加工前加速在纸张加工前加速AKDAKD胶的熟化胶的熟化聚酰胺环氧氯丙烷（聚酰胺环氧氯丙烷（PAEPAE）或其它阳离子聚胺能加速）或其它阳离子聚胺能加速AKDAKD的熟化，但的熟化，但也有可能加速水解反应也有可能加速水解反应四、四、AKDAKD施胶过程中的故障排除施胶过程中的故障排除乳液水解和胶粘物问题乳液水解和胶粘物问题留着率过低问题留着率过低问题施胶度不足问题施胶度不足问题熟化过慢问题熟化过慢问题施胶消失和施胶逆转问题施胶消失和施胶逆转问题乳液水解和胶粘物问题AKDAKD产品产品pHpH在在2.52.5-3.53.5的范围内的范围内当当pH6pH6时时,其反应性大大增加其反应性大大增加 (打开内酯结构打开内酯结构)AKDAKD乳液最好在乳液最好在2525o oC C以下储存和运输以下储存和运输由于乳液呈酸性由于乳液呈酸性,储存和泵送时需要耐腐蚀设备储存和泵送时需要耐腐蚀设备AKD留着率过低问题填料和细小纤维的留着率远小于纤维填料和细小纤维的留着率远小于纤维填料和细小纤维的比表面积大，吸附大量的填料和细小纤维的比表面积大，吸附大量的AKDAKDAKDAKD附着在未被留着的填料和细小纤维上，促使附着在未被留着的填料和细小纤维上，促使AKDAKD水解水解AKDAKD被填料吸附被填料吸附:大部分施胶剂被包围在填料聚集体大部分施胶剂被包围在填料聚集体的内部，无法铺展在纤维表面，干燥阶段无法正常的内部，无法铺展在纤维表面，干燥阶段无法正常与纤维反应与纤维反应提高留着率的方法填料加入之前在浓浆处加入填料加入之前在浓浆处加入AKD(但可能加速但可能加速AKD分解分解)优化助留系统，往往比选择更佳的优化助留系统，往往比选择更佳的AKD还要重要还要重要提高留着率的方法阳离子淀粉可以优先将阳离子淀粉可以优先将AKDAKD沉积在纤维表面，增进施胶效率沉积在纤维表面，增进施胶效率施胶度不足问题检查下列指标或性质检查下列指标或性质pH(Basicity)碱度碱度(Alkalinity)阴离子垃圾量阴离子垃圾量(Anionic Trash)系统电量系统电量(System Charge)纸料温度纸料温度(Stock Temperature)干燥温度曲线分布干燥温度曲线分布(Drying Temperature)pH(basicity)和碱度(alkalinity)碱度碱度:表示水相的缓冲能力表示水相的缓冲能力(主要由于主要由于HCO3-离子离子),折算成碳酸钙的浓度折算成碳酸钙的浓度mg/L(ppm)pH和碱度对和碱度对AKD施胶的影响是互相关联的施胶的影响是互相关联的碳酸氢根离子具有质子转移催化作用碳酸氢根离子具有质子转移催化作用理想的碱度范围理想的碱度范围:50-200ppm,否则否则AKD胶的熟化会失败胶的熟化会失败应避免高碱度应避免高碱度(400ppm):加剧加剧AKD的水解和施胶逆转的水解和施胶逆转(sizing reversion)在适合的碱度范围内在适合的碱度范围内,pH对施胶度的影响十分明显对施胶度的影响十分明显.理想的理想的pH范围为范围为7.0-8.5阴离子垃圾含量与系统电量阴离子垃圾物具有比表面积大，负电荷量高的特点阴离子垃圾物具有比表面积大，负电荷量高的特点随随pHpH的升高，阴离子垃圾物含量变大的升高，阴离子垃圾物含量变大施胶剂被阴离子垃圾物吸附而不被纤维吸附施胶剂被阴离子垃圾物吸附而不被纤维吸附这些阴离子垃圾物如不被留着，则加速这些阴离子垃圾物如不被留着，则加速AKDAKD水解水解高效率清洗纸浆高效率清洗纸浆使用阴离子垃圾捕捉剂使用阴离子垃圾捕捉剂AKDAKD加入之前系统的电量不能为太高的正电荷性加入之前系统的电量不能为太高的正电荷性避免过量加入阳离子聚合物避免过量加入阳离子聚合物阴离子垃圾含量与系统电量纸料温度AKDAKD的熔点的熔点(45-55(45-55o oC)C)纸料温度纸料温度(如如60-7060-70o oC)C)应避免过高地超过超过应避免过高地超过超过AKDAKD的熔点的熔点超过后将加快超过后将加快AKDAKD的水解的水解干燥温度干燥温度十分重要，但干燥温度分布图更为重要干燥温度十分重要，但干燥温度分布图更为重要对对AKDAKD应快速干燥，干燥初期到达高温，以破裂应快速干燥，干燥初期到达高温，以破裂AKDAKD粒子粒子但每台纸机的最佳干燥分布图，须经多次但每台纸机的最佳干燥分布图，须经多次“试错法试错法”获得获得熟化过慢问题与干燥温度分布图有关与干燥温度分布图有关与纸张的水分含量有关与纸张的水分含量有关改进方法：改进方法：提高湿部脱水率提高湿部脱水率 降低压榨前水分含量降低压榨前水分含量 改善干燥温度曲线改善干燥温度曲线 采用低湿度干燥法采用低湿度干燥法(7%)(7%)热态卷取热态卷取施胶消失和施胶逆转问题施胶消失 当纸页在卷轴上放置时所有的施胶效果全部丧失的现象。施胶逆转 施胶后的纸页经过一段时间后，施胶度先熟化至峰值然后逐渐变低的现象。因此施胶逆转通常指的是当纸页在卷轴上放置或者在客户的仓库里，施胶度减少到一个固定的值的现象。施胶转化和施胶丧失是两个不同的概念。施胶逆转和施胶丧失均取决于与自然熟化过程有关。施胶逆转主要和施胶剂的蒸发、施胶剂分子上双键在光照和UV的作用下的氧化有关，同时也与纸页中二羧酸的积累等变化有关。施胶消失和施胶逆转问题影响施胶逆转的因素有很多，但填料类型和含量影响最大。无加填和瓷土填料的施胶纸不会发生施胶逆转。GCC加填的纸页有一定程度的施胶逆转问题，PCC加填纸张的施胶逆转问题严重。PCC加填纸页的施胶逆转问题严重的原因包括两点：PCC加填比瓷土加填的纸张，AKD在细小组分/填料上的留着和长纤维上留着的比例要高的多。说明有较多的未反应的AKD保留并暴露在PCC的表面，这将直接导致AKD有效组分的后期水解。尽管PCC悬浮液的pH仅为8.5，但含有PCC纸页的冷水抽提液的pH则高达9.5-10。而含有白垩的纸张的水抽提液的pH 仅在7-8的范围。高pH值有利于AKD的水解。