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纸的生产工序及造纸化学品
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1  主要生产工序
     纸的生产包括制浆、造纸和纸的加工。
　　(1)制浆 制浆是使植物纤维原料分离变为本色纸浆或漂白纸浆的过程。制浆可分别采用化学法、机械法或化学机械法。除机械法外，化学法及化学机械法都需要加入化工原料和化学品。
    我国主要采用化学法制浆，其基本过程是：原料贮存→蒸煮→洗涤→筛选→漂白。其中最关键的工序是蒸煮。
    ①蒸煮 蒸煮是使原料中木素和蒸煮化学品发生化学反应将其溶出，便于和纤维素分离。主要有碱法和亚硫酸盐法两种。
    碱法是用碱液来处理植物纤维原料，将其中的木素溶出，使原料纤维彼此分离成浆。根据碱料不同，又分为石灰法、烧碱法及硫酸盐法，亦可用碳酸钠、多硫化钠、硫化氢、硫酸盐等。目前碱法蒸煮仍是各国制浆的主要方法，且大多采用硫酸盐法。
    ②废液提取和纸浆洗涤碱法制浆蒸煮液为黑液，酸法制浆蒸煮液则是红浆，统称为蒸煮废液，其中所含木素、糖类和脂肪等，在蒸煮结束后必须与纸浆尽量分离，以保证纸浆纯净。由于木素为水不溶性的网型大分子，其分子链中含有苯环这样的刚性基团，难以运动而柔顺性低，纸浆中木素含量高时，会显得僵硬而脆弱，打浆时难以水化，容易遭到切断。废液提取和纸浆洗涤的过程，是纤维与非纤维杂质的分离过程。造纸废液处理涉及到环境保护等方面的问题，已经引起各国的重视。在这一过程中则愈来愈多地使用高分子化学品。
    ③纸浆漂白加入漂白剂增加纸浆白度。
　　(2)造纸 造纸主要指打浆、抄纸和生产纸板。
    ①打浆  经过净洗和筛选后的纸浆还不能直接用于造纸，必须利用物理机械方法处理，使纤维产生切断、压溃、吸水润胀和细纤维化，使纤维尺寸均匀化，外表面积增大，变得柔软且强度增加。
    ②调料这是施胶、加填、着色等多道工序的总称。
    施胶是对纸浆、纸张或纸板进行化学处理，使其获得抗拒流体(主要是水)渗透的性能。大多数纸和纸板都需要施胶，根据方式不同，可分为浆内施胶和表面施胶。
    加填是在浆料中加入无机填料(如滑石粉、高岭土、碳酸钙、钛白粉等)和有机高分子化学品，提高纸的不透明度、亮度、平滑度、挺度、干强度、湿强度及其他性能等。加填对于降低生产成本，提高纸的质量至关重要。
    ③着色  在纸浆中加入色料以产生所需颜色。色料分为颜料(有机颜料及无机颜料)和染料(碱性染料、酸性染料和直接性染料等)。另外，纸的染色亦可通过压光染色(表面染色)、浸渍染色和涂布染色等方法来实现。
    ④抄纸分干法抄纸和湿法抄纸两种。前者以空气为介质，后者以水为介质，根据抄纸方法、设备、化学化学品的不同，可得到不同品种的纸。纸板生产和纸张生产基本相同，也需经过制浆、打浆、抄制、压光、卷取、裁切或复卷等步骤。
    (3)纸的加工  即生产各种加工纸、非植物纤维纸。
　　①加工纸在抄纸工序之后进行再加工即为二次加工，包括涂布颜料(铜版纸、涂布纸、铸涂纸等)和用各种化学品进行表面处理(通过挤出、浸渍、贴合等方法来生产压敏纸、热敏记录纸、阻燃纸、剥离纸及离型纸等)。根据不同制备方法又细分为涂布加工纸、变性加工纸、浸渍加工纸、机械加工纸、复合加工纸等。
　　②非植物纤维纸  非植物纤维纸包括合成纤维纸、矿棉纤维纸、金属纤维纸等。在造纸原料紧缺的形势下，这些非植物纤维拓宽了造纸原料的范围，并以其独特和新的性能，为纸的生产和应用开辟了新天地。
2  造纸化学品分类及主要品种
    随着现代造纸工业在高速纸机、夹网成形、封闭白水系统、废纸利用和中性造纸等新技术领域取得的成功，造纸湿部化学也以日新月异的速度发展。由于湿部加工在造纸工业中占有重要的地位，且湿部化学品目前在造纸中应用的品种和数量都占有绝对的优势。因此也有以湿部化学品来进行分类的。一般来说，湿部化学品的应用主要有两个目的，其一是为了获得纸张的各种特殊性能，所加入的可称为功能性助剂，如干强剂、增湿强剂、施胶剂、填料、染料、增白剂、柔软剂等，以提高最终纸产品使用性能与质量为主；其二则是为了提高生产效率和改善纸机的运转性能，所加入的可称为过程助剂，如助留剂、助滤剂、消泡剂、防腐剂、树脂控制剂、网和毛毯清洗剂等。   
    更常用的分类方法，是根据其用途分为制浆化学品、抄纸化学品、加工纸用化学品，如表1所示。
　　表1造纸化学品分类及主要组分
分类
化学品品种
主要组分
制浆化学品
蒸煮化学品
蒸煮添加剂
消泡剂
防腐剂
脱墨剂
蒽醌及醌类衍生物
表面活性剂(阴、非离子为主)
煤油、脂肪酸酯、正辛醇、聚醚、硅油等
卤化水杨酸、苯并异嚷唑酮、对氯间甲酚等
浮选法脱墨剂和洗涤法脱墨荆(表面活性剂、
助洗剂、防油墨再沉积剂、分散剂等)
抄纸化学品
浆内施胶剂

助留剂、助滤剂

干强剂

湿强剂

浆内消泡剂
柔软剂

分散剂
色料

其他抄纸化学品
松香皂、强化松香、乳液型松香胶、阳离子松香胶
中性施胶剂如阳离子施胶剂、反应性施胶剂AKD，ASA等
矾土、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚甘露糖半乳糖、阳离子淀粉、壳聚糖及其改性物等
淀粉及各种变性淀粉、聚丙烯酰胺、聚酰胺、羟乙基皂荚豆胶、聚丙烯酰胺接枝淀粉等
三聚氰胺甲醛树脂、双醛淀粉、聚乙烯亚胺、聚酰胺多胺环氧氯丙烷
聚醚类、脂肪酸醺类、有机硅类
阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、高碳醇、高分子蜡、有机硅高分子等
聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、海藻酸钠等
颜料和染料(酸性染料、碱性染料、直接性染
料等)
树脂控制剂、纤维分散剂、毛毯洗净剂、荧光增白剂等
加工纸用化学品
表面处理剂
蜡乳液、硬脂酸铬络合物；改性天然高分子如氧化淀粉，羧甲基纤维素等；合成高分子如聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、苯乙烯马来酸酐共聚物等
加工纸用化学品
涂布黏合剂

颜料

抗静电剂

交联剂
防水剂
流动调节剂

分散剂
润滑剂
其他加工纸用化学品

天然高分子如阿拉伯树胶、骨胶、明胶、酪紊、皂荚豆胶、淀粉等；改性天然高分子如羧甲基纤维素、羟乙基淀粉、硝化纤维索、聚己内酰胺接枝酪素、聚丙烯酰胺接枝淀粉等；合成高分子如聚乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、改性醇酸树脂、酚醛树脂、有
机硅高分子、聚氨酯等
有机颜料如甲苯胺黄、酞菁蓝等；无机颜料如二氧化钛、群青等
十八烷基三甲基氟化铵、聚氧乙烯失水山梨醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、聚苯乙烯磺酸盐等
甲醛，乙二醛、氨基树脂、金属盐类
有机硅高分子、有机氟高分子、硬脂酸铬络合物
降黏剂如双氰胺、聚乙烯吡咯烷酮；增黏剂
有甲基纤维素、聚乙二醇、羧甲基纤维素等
防黏剂如有机硅树脂；增塑剂如邻苯二甲酸酯等
聚丙烯酸钠、羟乙基淀粉、羧甲基纤维素、干酪素等
硬脂酸钙、石蜡乳液、长链脂肪酰胺等
手感剂如羟基硅乳；层压纸黏合剂等；消泡剂如有机硅类天然黏合剂需添加防腐剂如季铵盐阳离子表面活性剂、含氟环状化合物、有机溴及有机硫化合物N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸酯(多菌灵)等涂布用消泡剂如高级醇类、硅油乳液、聚醚、硬脂酸酯类等
3  造纸化学品发展趋势
    我国造纸化学品在生产及应用方面都存在着严重的问题，如缺乏高档造纸化学品，与工艺和设备配套性差，集约化、规模化、系列化不够，品种少、产量低、专用性不强，绿色化学品更少。因此我们有必要了解造纸化学品的研究动态，并展望其发展趋势。
    今后我国造纸化学品应重点发展以下几类产品。
    ①草浆配套用化学品  由于大量使用纤维短、强度差的草类纤维，以致在纸和纸板的产品质量上受到很大影响。因此，以草木并用生产高档纸和其他纸品配套的造纸化学品结构，将转向以草浆为主或全草浆生产高档纸及其他纸品配套的造纸化学品结构。重点是增强剂、增白剂、施胶剂等系列草浆配套化学品。
    ②纤维再生所需化学品  国内由于木材纤维资源的缺乏，纤维的再生利用已逐步受到重视。国内引进了几套利用进口废纸再生制高档纸的设备，引进了利用进口废纸再生制浆设备。因此，应大力组织生产其配套用废纸脱墨剂，尤其是浮选法脱墨剂。另外，应做好废纸再生纤维制高档纸所需化学品如增强剂、施胶剂等化学品研制、开发和应用推广工作。
    ③逐步进行中性施胶剂用化学品的开发相应用  根据造纸工业从酸性施胶转向中性施胶这一世界发展趋势，企业应开发生产中性施胶剂及其配套的各类化学品；由于我国松香资源丰富，用聚合氯化铝代替硫酸铝、发展乳液松香及近中性乳液松香施胶剂仍为当前主要任务。
    ④加工纸用化学品  加工纸的种类及品种日益增加，所用化学品品种亦不断发展。这方面国内外都在重点开发，如高吸水树脂、阻燃剂、抗静电剂、防锈剂和其他功能性化学品。
    ⑤绿色抄纸化学品  制造和应用过程以及纸张使用和废弃过程对环境和人体无危害的或可减少纸张生产对环境的破坏的化学品，如酶化学品；发展其他的无(少)污染制浆技术，如废纸制浆、生化法制浆。