当前课程知识点:精细化学品生产工艺学 > 第七章 造纸化学助剂 > 7.1 造纸助剂概述 > 讲义 7.1
7.1 造纸助剂概述
纸是由纤维(包括植物纤维和非植物纤维)和非纤维添加物交织而成的多孔性网状结构薄型材料。据研究者考究,一张普通的A4打印纸,大致由2500万根左右的植物纤维构成。多层结构,层间少有纤维交织,各层纤维之间存在空隙,层间结合力较差,显微结构如图1所示。
图1 纸张、纸浆、电子显微镜纸结构、光学显微镜下纸张结构和植物纤维
1 植物纤维(图1)
由纤维素、半纤维素、木素和其他少量成分组成。
木材纤维:针叶木(软木,长纤) 阔叶木(硬木,短纤)
非木材纤维:禾本科植物纤维:稻草、芦苇、甘蔗渣、竹、龙须草、玉米杆
韧皮纤维类:麻及树皮
种毛纤维原料:棉
二次纤维:混合废纸、旧报纸、旧瓦楞纸箱、白纸边;节约森林资源,保护环境
2 填料(0-35%)
表1 填料及性能
纤维之间不均匀的孔眼和空隙,使纸张凹凸不平。有些卫生纸一抖动,掉的白粉就是填料。常用填料及性能如表1所示。
加填:纸浆中加入一些矿物质(填料),如滑石粉、 瓷土 、碳酸钙、钛白粉等
改善平滑度;不透明度;白度;吸墨性
纸张强度(表面强度)降低;20%
3 胶料及施胶作业
胶料——是指加入纸张中的具有抗液性的胶体物质或成膜物质。
施胶——施加胶料的工艺过程
(1)施胶的原因:
※纤维本身和纤维间存在大量的毛细孔;
※纤维素、半纤维素含有大量亲水的羟基,能吸收水或其他液体; 在未加任何辅料的纸上书写或印刷,墨水或油墨就会迅速浸透和扩散,造成字迹图像模糊不清和透印。
(2)施胶的方法
①内部施胶:是在造纸的过程中在纸浆中加入胶料,使胶料沉淀在纤维上再抄造成具有憎液性的纸张的方法。
②表面施胶:是将造好的纸张或纸板浸入成膜性胶料溶液中,或将胶料溶液涂布其上,从而使纸张具有憎液性能。
(3)常用胶料
内部施胶:松香胶料、合成胶料、其它胶料(石蜡胶、石蜡松香胶、沥青胶)
表面施胶:淀粉、动物胶、聚乙烯醇(PVA)、其它胶料(石蜡胶、藻朊酸钠、合成树脂、苯乙烯)
4 色料
(1)定义
是指加入纸张中用于纸张染色和调色的颜料和染料。
(2)调色
是指用少量染料利用“互补色”原理对纸张进行颜色的调整,使纸张的白度提高。
(3)染色
为了增加纸张的花色品种,满足不同的使用要求,利用不同反射性的色料改变纸张颜色叫染色,或上色、加色。
常用色料
①碱性染料:盐基槐黄、盐基玫瑰红、盐基品蓝
对木素具有很强的亲和力,对纤维也有一定的亲和力
②酸性染料:酸性金黄、酸性桃红、酸性湖蓝、酸性青莲
对木素和纤维素都没有亲和力,要靠媒染剂(硫酸铝)进行
③直接染料:直接大红、直接橘黄、直接品蓝
对纤维素有很强的亲和力,但是对酸敏感
④荧光增白剂;没有增加纸张的白度,只是增加纸张的反射性,使测出的白度值上升。
5 增强剂
提高纸张的强度用的助剂,如淀粉类(阳离子淀粉、阴离子淀粉、两性淀粉)、多糖类(瓜尔胶、田箐胶、壳聚糖)、合成类(阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺)、纤维类(纳米纤维素、改性综纤维素类、改性短小纤维类)
又分为增干强剂(增加纸张的干强度的助剂)、增湿强剂(增加纸张的湿强度的助剂)
6 造纸助剂
l 造纸过程中用到的添加剂;
l 非纤维性的化学添加剂;
作用:改进产品质量、提高生产效率、减少能耗
7 造纸助剂分类
按照生产工序的不同:
(1)制浆用化学品;
蒸煮助剂:加速蒸煮液对纤维素原料的渗透或加速脱木质素的作用;(主要成分有醌类物质、亚硫酸钠、表面活性剂-烷基苯磺酸钠等),市场上绿氧蒸煮助剂就是这一类。
消泡剂:去除泡沫(主要成分有矿物油、脂肪酸酯、聚醚、硅油等亲油性表面活性剂)
防腐剂:抑制细菌生长的机理:
(1)使蛋白质变质;(2)干扰其细胞膜;
(3)干扰遗传机理;(4)干扰细胞内部酶的活力。
(成分主要有次氯酸盐、对氯间甲酚、卤化水杨酸、有机溴类化合物、季胺盐类等
脱墨剂:废纸回收利用时去除纸张表面油墨(成分有表面活性剂、有机溶剂等):NaOH、硅酸钠、油酸钠、捕集剂
漂白助剂:增加漂白效果,如过氧化氢
(2)抄纸用化学品;
施胶剂:是指使纸和纸板取得抗水性能的加工程序;
(主要成分有松香胶、强化松香、AKD、改性淀粉、聚乙烯醇等)
助留剂:用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率
助滤剂使细小纤维和填料与纤维絮凝,一方面提高细料的留着率,而同时加快了滤水速率。
(成分主要有无机物如明矾、合成聚合物如聚丙烯酰胺、天然有机聚合物如阳离子淀粉等)
柔软剂:(成分主要有表面活性剂、高分子腊、改性羊毛脂等)
填料:(主要有高岭土、碳酸钙、钛白粉、滑石粉等)
分散剂:(主要为合成聚合物如聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、海藻酸钠、木素磺酸钠等
增强剂、消泡剂等
(3)纸加工用化学品。
涂布粘合剂:(包括天然动植物胶、改性淀粉、合成聚合物等)
涂布颜料(常见的有瓷土、碳酸钙、硫酸钡、钛白粉、滑石粉、氢氧化铝、硅藻土等)
润滑剂(常见为金属皂类);
防粘剂(常见为聚硅氧烷)。
(4)其他造纸助剂
小结:
纸张中由纤维、填料、胶料、色料、增强剂及其它助剂组成的,造纸助剂又分为制浆用化学品、抄纸用化学品、纸加工用化学品及其他造纸助剂。
-0 课程简介和参考资料
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--参考书籍-2
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--讲义 1.4
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--辅助教学材料-皂荚果实、皂荚种仁、皂荚树培育区、挂果皂荚树
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--习题 2.1-2
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--讲义 2.1-3
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-2.3 单元反应-硝化与亚硝化、氨解、重氮化、烷基化与环化反应
--讲义 2.3
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-2.4 单元反应-氧化与还原、歧化及其它反应
--讲义 2.4
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-第二章 单元反应汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第二章 笔记
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-3.1 表面活性剂概述
--讲义 3.1
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-3.2-3 表面活性剂基础知识-表面张力
--讲义 3.2-3
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-3.2-4 表面活性剂基础知识-胶束化性质
--讲义 3.2-4
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-3.2-5 表面活性剂基础知识-CMC值测定方法
--讲义 3.2-5
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--期刊论文-滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法
-3.2-6 表面活性剂基础知识-HLB值及其它性质
--讲义 3.2-6
--考核-习题 3.2-6
-3.2-7 表面活性剂基础知识-作用
--讲义 3.2-7
--考核-习题 3.2-7
-3.2-8 表面活性剂基础知识-影响表面活性剂性能的因素
--讲义 3.2-8
--习题 3.2-8
-3.3-1 松香合成表面活性剂-歧化松香
--讲义 3.3-1
--考核-习题 3.3-1
-3.3-2 松香合成表面活性剂-歧化松香胺
--讲义 3.3-2
--习题 3.3-2
-3.3-3 松香合成表面活性剂-松香基表面活性剂
--讲义 3.3-3
--习题:3.3-3
--参考文献:8分
-3.4 常用表面活性剂产品
--讲义 3.4
--习题:3.4
-3.5 拓展-实验:一滴洗洁精的魅力
--讲义 3.5
--习题 3.5
-第三章 表面活性剂汇总
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-1
-作业:【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-2
-前三章知识点翻转课堂(含实验)
-作业:前三章讨论课总结(需上传)
-作业:梁希混合式第三章笔记
-4.1 胶粘剂概述
--讲义 4.1
--考核-习题 4.1
-4.2 植物单宁胶粘剂
--讲义 4.2
--考核-习题 4.2
-4.3 松香胶粘剂
--讲义 4.3
--习题 4.3
-4.4 拓展-访谈:软包装胶粘剂
--讲义 4.4
--习题 4.4
-第四章 胶粘剂笔记(北林林化17)
-5.1 食品添加剂概述
--讲义 5.1
--考核-习题 5.1
-5.2 食品抗氧化剂
--讲义 5.2
--考核-习题 5.2
-5.3-1 食用香料概述
--讲义 5.3-1
--习题 5.3-1
-5.3-2 食用香料-天然食用香料生产
--讲义 5.3-2
--考核-习题 5.3-2
-5.3-3 食用香料-香料单离技术
--讲义 5.3-3
--考核-习题 5.3-3
-5.3-4 食用香料-合成食用香料
--讲义 5.3-4
--习题 5.3-4
-5.3-5 实验:天然苯甲醛合成
-5.4 拓展-实验:糖尿病患者应该如何吃糖
--讲义 5.4
--习题 5.4
--讨论:甜味剂
-5.5 拓展-访谈:食品添加剂的安全问题
--讲义 5.5
--习题 5.5
-第五章 笔记
-6.1 医药制剂概述和银杏叶制剂
--讲义 6.1
--考核-习题 6.1
-6.2 松节油合成冰片
--讲义 6.2
--习题 6.2
-6.3 拓展-访谈:医改形式下的医药发展
--讲义 6.3
--习题 6.3
-6.4 拓展-讲座:松节油基萜类驱避剂与驱避机理的新认识
--讲义 6.4
-第六章 医药制剂笔记(北林林化17课程要求)
-7.1 造纸助剂概述
--讲义 7.1
--考核-习题 7.1
--讨论:对纸的认识
-7.2 造纸施胶剂概述
--讲义 7.2
--考核-习题 7.2
-7.3 强化松香施胶剂
--讲义 7.3
--习题 7.3
-7.4 纸张增强剂
--讲义 7.4
--考核-习题 7.4
-第七章 造纸助剂笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(4-7章内容)
-8.1 概述
--讲义 8.1
--考核-习题 8.1
-8.2 松香在涂料中应用
--讲义 8.2
--习题 8.2
-8.3 带锈涂料
--讲义 8.3
--考核-习题 8.3
--第八章 涂料笔记
-9.1-1 油墨概述
--讲义 9.1-1
--考核-习题 9.1-1
-9.1-2 油墨结构与生产过程
--讲义 9.1-2
--考核-习题 9.1-2
-9.1-3 松香在油墨中的应用
--讲义 9.1-3
--习题 9.1-3
-9.2 活性炭纤维
--讲义 9.2
--考核-习题 9.2
--第九章其它精细化学品笔记
-作业:梁希混合式教学笔记(8-9章)
-10.1 碳和氢元素分析
--讲义 10.1
--考核-习题 10.1
-10.2 氮元素分析
--讲义 10.2
--考核-习题 10.2
-10.3 硫和卤素分析
--讲义 10.3
--考核-习题 10.3
-10.4 精细化工产品的仪器分析法
--讲义 10.4
--考核-习题 10.4
-第十章 精细化学品的分析检测 学习要点、结构导图及精华笔记
-第十章 精细化学品的分析笔记
-北林林化讨论课视频