陽離子瓜爾膠在輕型紙中的應(yīng)用，介紹了陽離子瓜爾膠(CGG)與陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)組成的雙元助留助濾體系在輕型紙生 產(chǎn)中的使用情況。通過CPAM/CGG雙元助留助濾體系與單元CPAM助留助濾系統(tǒng)和CPAM/APAM (陰離子聚丙烯酰胺）雙元助留助濾體系的對比，確定CPAM/CGG雙元助留助濾體系更適合于輕型 紙。當(dāng)CPAM/CGG雙元助留助濾體系中的CPAM、CGG用量均為0.4 kg/t(紙）時(shí)，其使用效果明顯。
瓜爾膠(CGG)是一種從瓜豆中提取的植物膠，是 一種天然的聚半乳糖甘露糖。瓜爾膠能溶于冷水，與 陽離子淀粉相比，不用糊化。瓜爾膠的分子結(jié)構(gòu)與纖 維素分子相似，陽離子瓜爾膠在輕型紙中的應(yīng)用，易與纖維分子結(jié)合而產(chǎn)生助留助濾 和增強(qiáng)的效果。瓜爾膠無毒無害，是一種環(huán)保型的新 型造紙助劑[1]。
隨著封閉水循環(huán)的推廣，新聞紙、未漂硫酸鹽 漿和廢紙漿等漿料的陰離子垃圾的積累將顯著增 加，這就會使許多傳統(tǒng)的造紙助劑，如聚丙烯酰胺 (PAM)等失去作用[2]。如大量使用聚丙烯酰胺和 改性淀粉，勢必會提高漿料的脫水和纖維過度凝 聚，從而降低紙頁的勻度和強(qiáng)度。瓜爾膠的優(yōu)點(diǎn)是 因?yàn)楣蠣柲z的分子結(jié)構(gòu)與纖維分子相似，它不與 “陰離子垃圾”發(fā)生反應(yīng)，即使在陰離子垃圾很多 的情況下，依舊能夠有效地吸附到纖維上發(fā)揮作 用，陰離子垃圾的存在并不能左右瓜爾膠吸附纖維 和填料。作為助留劑使用的改性陽離子瓜爾膠帶有 陽電荷，極易與帶陰電荷的纖維和填料發(fā)生靜電吸 引作用產(chǎn)生絮聚現(xiàn)象，能夠?qū){內(nèi)細(xì)小纖維和填料 包裹在微絮凝團(tuán)內(nèi)，且因其相對分子質(zhì)量不高，不 會產(chǎn)生過度絮凝，有明顯的助留效果，而不影響紙 頁勻度[3]。
我公司16號機(jī)是生產(chǎn)定量為60?120 g/m2、車 速為500 m/miri的2640文化紙機(jī)，長期存在著系統(tǒng) 白水濃度大、助留效果差及成紙勻度差的問題，特別 是生產(chǎn)輕型紙時(shí)，白水濃度一直居高不下，系統(tǒng)沉積 嚴(yán)重，不時(shí)出現(xiàn)各種的質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效益 的發(fā)揮，車間為此采用過多種助留方法，但都沒有得 到有效的控制。16號機(jī)使用了陽離子瓜爾膠后，生產(chǎn) 系統(tǒng)得到明顯的改善。
試驗(yàn)上機(jī)應(yīng)用情況 1.1試驗(yàn)?zāi)康?/div>
評價(jià)陽離子瓜爾膠助留助濾劑在高車速、輕型 紙?bào)w系中的應(yīng)用性能；期望通過試驗(yàn)達(dá)到改善紙機(jī) 運(yùn)行、節(jié)能降耗的目的。
1.2試驗(yàn)原料CGG質(zhì)量特征
國產(chǎn)陽離子瓜爾膠的質(zhì)量特征如下:外觀為淡黃 色粉末，易溶于水，水分<10%，通過率(120目）>93%， 黏度（1%,25 尤，2 h)彡 1 500 mPa.s。
1.3試驗(yàn)條件
實(shí)際運(yùn)行車速為480 m/min;定量為70 g/m2輕 型印刷紙;漿料配比為w(針葉木漿）：w(闊葉木漿） =40% : 60%，混合打漿度為45 °SR，漿料濕重為 5.5 g;填料為重質(zhì)碳酸鈣，白度高于95°，含量大于 96%，含水量小于2%。
1.4CGG助劑加入點(diǎn)
一段良漿-沖漿泵一^CPAM—^壓力篩 一~> CGG —^流漿箱一^>上網(wǎng)成形。
1.5CGG助劑的使用
(1)CGG助劑在水中分散性較好，不用糊化即 可在水中潤脹分散，陽離子瓜爾膠在輕型紙中的應(yīng)用，但溶解速度較慢，需要30 min 以上，為加速溶解，需要有高速攪拌裝置，溶解濃
度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%，建議用量一般為質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.03% ?0.08%。
(2)CGG助劑在溶解過程中有起泡現(xiàn)象，而且 泡沫較多而細(xì)，不易破除，因此在使用過程中要注 意控制助劑有一定的液位，不能使用陰離子型的消 泡劑進(jìn)行消泡，否則會引起絮聚現(xiàn)象，只能由廠家 在生產(chǎn)制備過程中對工藝加以適當(dāng)調(diào)整。
1.6試驗(yàn)指標(biāo)檢測
打漿度采用GB/T 3332《漿料打漿度的測定（肖 伯爾-瑞格勒法)》檢測;抗張強(qiáng)度采用GB/T 453《紙 和紙板抗張強(qiáng)度的測定（恒速加荷法）》檢測；平滑 度采用GB/T 456《紙和紙板平滑度的測定（別克 法)》檢測；表面強(qiáng)度采用GB/T 2679.15《紙和紙板 印刷表面強(qiáng)度的測定（電動加速法）》檢測；透氣度 采用GB/T 458《紙和紙板透氣度的測定（肖伯爾法)》 測定;定量按照GBAT 451.2—1989檢測;耐折度按照 GB/T 457—1989 測定；厚度按照 GB/T 451.3—2002 檢測；灰分按照GB/T 742—2008檢測；水分按照 GB/T 462—1989 檢測。
1.7試驗(yàn)結(jié)果及分析討論 1.7.1不同助留助濾劑濾水、留著、勾度對比試驗(yàn)
表1為不同助留助濾劑體系對輕型紙漿料濾水、 留著及成紙勻度的影響結(jié)果。
表1不同助留助濾劑體系對濾水、留著及勻度的影響
w(助劑用量VUg-r1)
CPAMCPAM/APAMCPAM/CGG
0.40.60.80.3/0.1 0.4/0.2 0.5/030.2/0.20.3/0.30.4/0.4
打漿度/°SR323027353230333028
單程留著率/%546057566568626975
網(wǎng)下白水濃度/%0.60.520.550.560.480.420.370.280.22
紙頁勻度情況良好一般較差良好良好一般良好良好良好
由表1可見，當(dāng)CPAM單元助留助濾體系中 CPAM用量為0.6 kg/t(紙），CPAM/APAM雙元助留 助濾體系中CPAM和APAM用量分別為0.5 kg/t (紙）和0.3 kg/t(紙）,CPAM/CGG雙元助留助濾體系 中CPAM和CGG用量均為0.4 kg/t (紙)時(shí)，是各自助 留助濾體系中使用效果較好的一組助劑用量（以下 試驗(yàn)均采用此組助劑用量進(jìn)行對比)。
從表1還可看出，在輕型紙系統(tǒng)中，使用單一 的CPAM助留助濾體系在濾水性方面打漿度隨助 劑用量增加而降低，但單程留著率不高，僅達(dá)到 60%，而且隨著助劑用量的增加，單程留著率變化 萬方數(shù)據(jù)
不大，網(wǎng)下白水濃度變化很小，相反勻度逐漸變 差；使用CPAM/APAM雙元助留助濾體系，在濾水性 方面沒有得到好的改善，但留著率有了較大的提高， 相對單元助留提高了 13.3%,勻度有所好轉(zhuǎn)；使用 CPAM/CGG雙元助留助濾體系，濾水方面與使用單 元助留助濾時(shí)相當(dāng)，較CPAM/APAM雙元助留助濾 體系濾水略好，留著率較單元助留時(shí)提高了 25%，較 CPAM/APAM雙元助留提高了 10.3%，而且勻度大有 改善。
1.7.2陽電荷需求量對不同助留助濾體系單程留著 對比
表2為不同陽電荷需求量對3種助留助濾體系 單程留著率的影響情況。
表2不同電荷需求量對3種助留助濾體系單程留著率的影響
陽電荷需求量/(equ*L_1)
2004006008001000
CPAM留著率/%6358555048
W(白水濃度)/%0.470.540.560.610.65
CPAM/APAM留著率/%7566605855
W(白水濃度)/%0.280.360.440.470.55
CPAM/CGG留著率/%8178767572
切（白水濃度)/%0.190.200.220.250.26
由表2可見，隨著體系中陽電荷需求量的增 加，陽離子瓜爾膠在輕型紙中的應(yīng)用，普通單元CPAM助留助濾體系和CPAM/APAM 雙元助留助濾體系的留著率迅速下降，白水濃度直 線上升，反觀CPAM/CGG雙元助留助濾體系，雖然 留著率也有所下降，但下降趨勢很平緩，白水濃度 變化波動也不是很大，這也進(jìn)一步說明了陽離子瓜 爾膠在輕型紙上應(yīng)用的優(yōu)勢。
輕型紙中陰離子垃圾主要來源于濕的闊葉木 APMP、液體染料增白劑、殺菌劑及其他類活性劑等， 這些物質(zhì)嚴(yán)重影響著抄紙機(jī)的效益發(fā)揮，因此抄紙 車間要嚴(yán)格控制漿料質(zhì)量及各種化學(xué)品的消耗。為 進(jìn)一步地降低消耗，提高留著效果，在漿料中適當(dāng)添 加部分價(jià)格低廉的聚合氯化鋁(PAC)或者高效的陰 離子垃圾控制劑不失為好辦法。
1.7.3填料用量對助留助濾體系中灰分留著對比
追求最佳經(jīng)濟(jì)利益是工廠最根本的重要任務(wù)， 也是企業(yè)能否生存的關(guān)鍵所在，利用低廉的填料 代替昂貴的紙漿是每個造紙工廠迫切想要的理想 結(jié)果，因此提高填料留著率是工廠需要迫切解決的 問題。
表3為不同填料用量對3種助留助濾體系灰分 留著率的影響。
表3不同填料用量對3種助留助濾體系灰分留著
率的影響
W(填料用量)/% 15 20 2530
CPAM留著率/%69636055
w(成紙灰分)/%7.38.810.511.6
CPAM/APAM留著率/%78726865
w(成紙灰分)/%8.210.111.913.7
CPAM/CGG留著率/%82807774
w(成紙灰分)/%8.611.213.515.5
由表3可以看出，隨著填料用量的提高，3種助 留體系成紙灰分都有不同程度的提高，單元助留助 濾體系中填料從15%提到30%,灰分留著率降低了 14 百分點(diǎn)，成紙灰分提高了 4.3百分點(diǎn)；CPAM/APAM 雙元助留助濾體系填料從15%提到30%，灰分留著 率降低了 13百分點(diǎn)，成紙灰分提高了 5.5百分點(diǎn)； CPAM/CGG雙元助留助濾體系填料從15%提到 30%,灰分留著率降低了 8百分點(diǎn)，成紙灰分提高了 6.9百分點(diǎn)?；曳值奶岣叽蟠蠼档土顺杉埖臐{耗。以 30%填料為例，從CPAM單元助留助濾體系到CPAM/ APAM雙元助留助濾體系，再到CPAM/CGG雙元助留 助濾體系，使用瓜爾膠后成紙灰分分別提高2.1百分 點(diǎn)和3.9百分點(diǎn)，相當(dāng)于降低漿耗分別為37 kg和68 kg。如混合漿成本按4.0元/kg計(jì)算，噸紙降低成本分 別為148元和272元,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
1.7.4成紙質(zhì)量指標(biāo)檢測對比情況
表4顯示了成紙質(zhì)量指標(biāo)檢測情況。
表4實(shí)際應(yīng)用中3種助留助濾體系成紙指標(biāo)情況
對比
CPAMCPAM/APMPCPAM/CGG
定量/(g-m-2)69.570.169.8
松厚度/(cm3-g_1)1.781.761.75
抗張強(qiáng)度/km3.53.83.3
耐折度/次898
平滑度/s182021
w (水分)/〇/〇6.46.26.5
W(灰分)/%11.311.813.0
表面強(qiáng)度/(m.s-1)1.61.61.3
透氣度/[Jun^Paq)-1]7.757.127.38
從表4可以看出，使用瓜爾膠產(chǎn)品后的成紙質(zhì)量 指標(biāo)除松厚度、表面強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度略有下降外，其 他指標(biāo)如平滑度、灰分和透氣度均有好轉(zhuǎn)。松厚度、 表面強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度的降低主要原因是由于灰分增 加而造成的。因此，從本質(zhì)上講，陽離子瓜爾膠在輕型紙中的應(yīng)用，使用瓜爾膠產(chǎn)品對成紙質(zhì)量并沒有造成不良影響。
2結(jié)論
(1)在輕型紙生產(chǎn)中使用CGG與CPAM配伍, 且當(dāng)CPAM和CGG用量均為0.4 kg/t(紙）時(shí)，使用 效果較好，單程留著率平均達(dá)到75%，白水濃度為 0.2%左右，成紙勻度較好。
(2)使用CGG后，有效制約了體系中陰離子垃 圾對抄紙?bào)w系的不利影響，即使陽離子需求量達(dá)到 1 000 equ/L,體系仍能保持較高的留著率和成紙灰 分，從而大大降低了生產(chǎn)成本，保持了體系的清潔 度，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
(3)在輕型紙生產(chǎn)中使用CGG對產(chǎn)品質(zhì)量沒 有造成不良影響,成紙指標(biāo)完全能夠達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
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