聚丙烯酰胺是一種助留劑,尤其在造紙工業(yè)中應(yīng)用廣泛。
助留原理
電荷中和作用:造紙過程中,紙漿纖維和填料(如碳酸鈣、高嶺土等)帶有負(fù)電荷。陽離子型聚丙烯酰胺帶有正電荷的官能團(tuán)(如季銨鹽基團(tuán) -NR??),可以通過靜電吸引作用與纖維和填料結(jié)合。當(dāng)陽離子聚丙烯酰胺加入紙漿后,其正電荷與纖維和填料的負(fù)電荷相互中和,使它們失去部分電荷排斥力,從而更容易聚集并保留在紙張中。
橋聯(lián)作用:聚丙烯酰胺分子鏈較長,無論是陽離子型、陰離子型還是非離子型,都可以在纖維與纖維之間、纖維與填料之間起到橋聯(lián)作用。以陽離子聚丙烯酰胺為例,它的分子鏈可以同時(shí)吸附多個(gè)纖維和填料顆粒,就像一座橋梁一樣把它們連接在一起,防止它們在造紙過程中隨著白水流失,從而提高了紙漿中纖維和填料的留著率。
在造紙工業(yè)中的應(yīng)用效果
提高纖維和填料留著率:在造紙機(jī)的濕部,使用聚丙烯酰胺作為助留劑可以顯著提高纖維和填料的留著率。例如,未使用助留劑時(shí),纖維和填料的留著率只有 60% - 70%,而加入適量的聚丙烯酰胺后,留著率可以提高到 80% - 90% 以上。這不僅減少了原材料的浪費(fèi),降低了生產(chǎn)成本,還提高了紙張的質(zhì)量,因?yàn)楦叩牧糁始垙堉杏懈嗟睦w維和填料,使紙張更加均勻、平滑和具有良好的物理性能。
改善紙張性能:由于聚丙烯酰胺能夠幫助纖維和填料更好地保留在紙張中,使得紙張的強(qiáng)度、不透明度等性能得到提升。例如,對于書寫紙和印刷紙,提高纖維的留著率可以增加紙張的抗張強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度,使紙張?jiān)谟∷⒑蜁鴮戇^程中不易破損;同時(shí),填料的良好留著可以提高紙張的不透明度,使印刷效果更加清晰。
減少環(huán)境污染:在造紙過程中,未被留住的纖維和填料會(huì)隨著白水排出,這不僅浪費(fèi)資源,還會(huì)增加造紙廢水的處理難度和環(huán)境負(fù)荷。聚丙烯酰胺作為助留劑的使用可以有效減少這些物質(zhì)在白水中的流失,降低造紙廢水的污染物含量,有利于環(huán)境保護(hù)。