瓜爾膠和陽離子醚化劑對(duì)表面施膠增效作用研究，廢紙漿（打漿度35°SR);氧化淀粉；陽離子醚化劑 (杭州銀湖化工有限公司銀紙#1，無色至淡黃色黏稠 液體、固含量40%、25C黏度1000~3000mPa.s，pH4 ~7);陽離子瓜爾膠粉（無錫金鑫集團(tuán)有限公司，25C 黏度2000mPa.s);非離子瓜爾膠粉；硫酸鋁（分析純 A.R) ; AKD (固含量15%);交聯(lián)劑A (分析純A.R); 交聯(lián)劑B (分析純A.R)。
小型涂布機(jī)：上海奉賢照相器材廠ZQJ-1-B-n型 紙樣抄取器：陜西科技大學(xué)機(jī)械廠 1.2抄紙
以全廢箱紙板為原料，表面施膠采用標(biāo)準(zhǔn)紙頁成形器抄造 定量為105g/m2的紙樣，漿內(nèi)未添加任何助劑，備用。 1.3瓜爾膠交聯(lián)體的制備
在三口燒瓶中加入去離子水，并將稱好的瓜爾膠粉 分散于水中，升溫，瓜爾膠和陽離子醚化劑對(duì)表面施膠增效作用研究，待瓜爾膠完全溶解后，滴加適量的 交聯(lián)劑，進(jìn)行撹拌，調(diào)節(jié)pH值，反應(yīng)一定時(shí)間，保溫，冷 卻至室溫，即得交聯(lián)體。
1.4表面施膠 1.4.1施膠膠液配制
施膠用氧化淀粉加水撹拌后配制成5%溶液，升溫 至90~95C，通過60目的篩網(wǎng)，保溫糊化30min后降至 65C恒溫，備用。
1.4.2紙張施膠
原紙水分8%~ 12%,使用上述氧化淀粉液與A KD 配制成施膠液，配比為淀粉：AKD=20:1，淀粉溶液濃 度為5%, AKD用量為0.15% (相對(duì)絕干量），施膠液中 AKD的濃度不大于0.2%。分別添加增效劑瓜爾膠或瓜 爾膠交聯(lián)體、陽離子醚化劑與Al2(S〇4)3,使用上述膠 料，在實(shí)驗(yàn)室小型涂布機(jī)上，以相同施膠量3.5g/m2對(duì) 紙張進(jìn)行表面施膠。
1.5施膠度的測(cè)定
采用紙張表面吸水能力（可勃值）測(cè)定法，按國標(biāo) (GB/T1540-2002)規(guī)定的方法進(jìn)行紙張表面吸水性 的測(cè)定。熟化率S的簡(jiǎn)單測(cè)定：剛下機(jī)的幾張平行樣品， 其中一半樣品立刻檢測(cè)其Cobb值，為X;另一半樣品經(jīng) 105C烘箱烘10min后，檢測(cè)其Cobb值，為H。S=H/X x100%，S值越大，說明其熟化越快[6]。
2結(jié)果與討論
2.1非離子瓜爾膠用量對(duì)AKD施膠的增效作用
瓜爾膠為天然高分子聚合物，易與纖維結(jié)合，而非 離子瓜爾膠相對(duì)黏度低，具有良好的流變性和成膜性。 因此，對(duì)非離子瓜爾膠用量對(duì)施膠效果的影響進(jìn)行了探 討，結(jié)果如圖1所示。
由圖1可以看出，Cobb值隨著瓜爾膠用量增加而下 降，施膠效果提高，當(dāng)瓜爾膠用量由0.01%至0.02%時(shí)，
C obb值發(fā)生顯著的變化，下降了36%,而隨著瓜爾膠用 量的繼續(xù)增加，瓜爾膠和陽離子醚化劑對(duì)表面施膠增效作用研究，Cobb值不再有明顯的改變，因此瓜爾 膠作AKD施膠增效劑的最佳用量為0.02%。
2.2瓜爾膠和瓜爾膠交聯(lián)體對(duì)AKD施膠的增效作用 瓜爾膠及衍生物的水溶液在室溫下大約1周時(shí)間就 會(huì)水樣化[7’8]，失去原有的功能，而經(jīng)交聯(lián)過的瓜爾膠 水溶液，其保存期可以大大提高。
采用AKD施膠的紙樣經(jīng)105C烘箱烘10min后，其 最終的Cobb值（H)為19g/m2,由表1可知，單獨(dú)使用 AKD施膠的紙樣，測(cè)其剛下機(jī)的Cobb值（X)為40g/ m2,則熟化率⑶為47.5%。單獨(dú)使用瓜爾膠的紙樣 Cobb值與未施膠的空白樣相同，基本沒有施膠度。在 AKD中添加瓜爾膠，紙張下機(jī)后的Cobb值明顯下降， 剛下機(jī)的熟化率為63%。而在A KD中只添加交聯(lián)劑不 加瓜爾膠紙樣的C obb值沒有較大的變化，與單獨(dú)使用 AKD的紙樣施膠效果相當(dāng)。對(duì)在AKD中添加瓜爾膠交 聯(lián)體，紙頁的Cobb值和熟化率皆變化顯著，剛下機(jī)的
圖1瓜爾膠用量對(duì)AKD施膠的影響
表4增效劑的添加順序?qū)KD施膠度的影響（s)
增效劑添加順序剛下機(jī)1h1.5h2h4h1d
陽離子醚化劑與瓜爾膠一同添加16.612.712.512.11212
先加陽離子醚化劑后加瓜爾膠1714.313.913.21313
先加瓜爾膠后加陽離子醚化劑16.514.113.3131313
表3陽離子醚化劑與AI2(SO4)3不同比例對(duì)AKD施膠作用的
影響
陽離子醚化劑：Al2(SO4)34:1 3:1 2:11:11:2
Cobb值 g/m227 21 252628
表2陽離子醚化劑對(duì)AKD用量的影響
下機(jī)Cobb值最終Cobb值
g/m2g/m2
AKD0.4%35.718
AKD0.15%4019
AKD0.15%+陽離子醚化劑2316
表1瓜爾膠和瓜爾膠交聯(lián)體對(duì)AKD施膠紙張的影響
AKD用量
%瓜爾膠交聯(lián)劑剛下機(jī)Cobb值
g/m2
0非離子0144
0.150040
0.15非離子029
0.15非離子交聯(lián)劑A21
0.15陽離子交聯(lián)劑A22
0.15陽離子交聯(lián)劑B21
0.15非離子交聯(lián)劑B23
0.150交聯(lián)劑A39
熟化率最高可達(dá)86.4%,而交聯(lián)體中非離子瓜爾膠與交 聯(lián)劑A的交聯(lián)對(duì)A KD的施膠增效較為理想，且交聯(lián)體 不易變質(zhì)。
2.3的陽離子醚化劑對(duì)AKD施膠的增效作用
圖2表明，紙頁的Cobb值隨陽離子醚化劑用量的增 加而下降，陽離子醚化劑作AKD的增效劑最佳用量為 0.03%。
當(dāng)AKD用量為0.15%時(shí)加入增效劑陽離子醚化劑， 產(chǎn)生的施膠效果甚至超過了0.4%的AKD用量產(chǎn)生的效 果（見表2)，下機(jī)熟化率可達(dá)70%,這說明了施膠增效 劑不僅能起增效作用，還可降低施膠劑的用量62.5%。 下機(jī)后的紙樣，通過105T烘干10m in后測(cè)試，測(cè)得的 施膠度與A KD施膠半個(gè)月后的最終施膠度相當(dāng)。從表2 可知，在相同的AKD用量的施膠中，加入陽離子醚化劑 增效劑的紙張最終施膠度提高了15.8%。
當(dāng)陽離子醚化劑用量不變時(shí)，Al2(SO4)3的用量對(duì) A KD施膠作用也有較大的影響，如表3所示，通過一系 列相關(guān)實(shí)驗(yàn)可得到：陽離子醚化劑與Al2(S〇4)3的最佳配 比為3 : 1。
2.4的施膠增效劑的添加順序?qū)KD施膠增效作用的影響
一般來說，施膠劑或填料的添加順序?qū) KD施膠 會(huì)有比較大的影響。但是，如表4所示，陽離子醚化劑與 瓜爾膠的添加順序?qū) KD施膠增效作用影響很小，這 可能跟表面施膠有關(guān)，與漿內(nèi)施膠相比，它少了系統(tǒng)的 陰離子垃圾干擾和抄紙系統(tǒng)的pH值等影響因素。
2.5的溫度對(duì)AKD施膠增效作用的影響
AKD是反應(yīng)型施膠劑，溫度對(duì)其影響非常重要，當(dāng) 溫度達(dá)不到反應(yīng)要求時(shí)，瓜爾膠和陽離子醚化劑對(duì)表面施膠增效作用研究，施膠反應(yīng)仍不能發(fā)生，因此紙 頁要獲得比較好的施膠效果，在干燥時(shí)，就需要控制干 燥溫度并且需要提供足夠的干燥熱量，以盡快降低紙 頁水分，破壞AKD的靜電吸附作用，促使施膠劑分子重 排，加快施膠劑與纖維素羥基之間的化學(xué)反應(yīng)，使干燥 后的紙張水分含量理想，施膠劑反應(yīng)完全[9]。
由圖3可知，無論AKD施膠劑中添加陽離子醚化劑 增效劑與否，隨著烘干溫度的上升，紙頁的Cobb值在不 斷下降，在80"C到100’C之間，紙張抗水效果較差，當(dāng)溫 度增加到110’C時(shí)，Cobb值顯著下降，對(duì)于AKD空白樣 來說，溫度再升高，Cobb值變化不大，而加入增效劑的 A KD在溫度為120C時(shí)獲得較好的Cobb值，此后，溫 度再升高，Cobb值減少已經(jīng)不太明顯，且越高溫度將意 味著耗能越大，所以添加增效劑的A K D最優(yōu)干燥溫度 為120C。因此，加入增效劑的AKD應(yīng)盡快提高干燥溫 度，以獲得最佳施膠效果。
從圖4可看出，施膠時(shí)AKD中添加陽離子醚化劑增 效劑和未添加增效劑，其紙頁的Cobb值隨干燥時(shí)間的 增加而降低，在3~4.5min時(shí)，Cobb值減少得最快，但 添加增效劑的AKD施膠效果都明顯要好于未加增效劑 的AKD，當(dāng)干燥時(shí)間為5min時(shí)，Cobb值已經(jīng)下降到最 低，再延長(zhǎng)干燥時(shí)間，Cobb值下降的幅度并不大，因而 最佳的干燥時(shí)間為5min。
2.7紙頁下機(jī)后不同熟化時(shí)間Cobb值的比較
由圖5可見，加入增效劑的紙張下機(jī)后都有良好的 施膠效果和較短的熟化時(shí)間。瓜爾膠交聯(lián)體作AKD 增效劑紙張下機(jī)熟化率為70°%，0.5h后熟化率可達(dá) 85.7%, 2h基本熟化；陽離子醚化劑作A KD增效劑紙 張下機(jī)熟化率為63%,0.5h后熟化率87.5%,2h基本 熟化；瓜爾膠交聯(lián)體與陽離子醚化劑一起加入作AKD 增效劑，則紙張下機(jī)熟化率為64%,但0.5h后熟化率為 87.6%, 2h基本熟化，且最終施膠度提高了44.7%,施 膠效果明顯要優(yōu)于單獨(dú)添加的效果。與陽離子醚化劑相 比，瓜爾膠交聯(lián)體的施膠效果稍微差些，但是相對(duì)單獨(dú) 添加AKD的組分，熟化時(shí)間無疑大大減少了。
3結(jié)論
瓜爾膠交聯(lián)體與陽離子醚化劑一起作AKD施膠增 效劑，瓜爾膠和陽離子醚化劑對(duì)表面施膠增效作用研究，施膠效果顯著。其最佳工藝條件為：瓜爾膠交聯(lián) 體總體最佳用量為0.02%,陽離子醚化劑最佳用量為 0.03%,陽離子醚化劑：Al2(S〇4)3最佳配比為3:1，干燥 溫度和干燥時(shí)間分別為120"C和5min。成紙下機(jī)的施膠 率提高了64%,最終施膠度提高了44.7%,熟化時(shí)間縮 短至2h。增效劑的加入可降低62.5%的AKD用量，減少 了施膠成本。
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