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湿部化学控制对纸张性能

[互联网] 2022-02-15
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湿部化学控制对纸张性能和纸机运行参数的影响包括纸页成形、滤水、纸机速度、纸机清洁度、定量、水分、施胶度、湿强度、干强度、不透明度、白度和颜色等。   1、湿部化学对纸张性能的影响   湿部化学可对纸的结构性质(定量、厚度、成形、方向性、两面差、多孔性、粗糙度及尺寸稳定性等)、机械性质(抗张强度、撕裂强度、耐破强度、挺度、耐折强度、内结合强度和表面强度等)、表观性质(颜色、白度、不透明度和光泽度等)、屏蔽和阻抗性(抗水、抗油性等)、持久性(耐久性、退色及化学稳定性)等产生重要影响。   (1)结构性质   纸的定量主要由纸机的浆料计量系统所控制,而一次留着率对纸机方向定量的均匀分布有十分重要的影响。   现代的闭路留着控制系统能大大减小纸机方向的定量波动,对它们的利用正在加大,特别是用于高级纸的生产。   成形特性是物料在整个纸页中三维分布的函数。当用透射光观察时,成形良好的纸页应该是均匀、不透光。   过度絮聚纸料的纤维组分会对成形有负面影响,会降低纸页强度及其与印刷油墨的相互作用。因此,须避免过量应用具有强絮凝特性的助留剂。   两面差是受湿部化学影响的另一种结构性质,影响两面差的因素之一是物料在纸页Z向的不均匀分布。   具有两面差的纸页Z-向存在细料分布梯度。   通过絮凝,增加细料对纤维的附着将改善细料的分布,无机填料粒子填充纸页中的微孔可以减少纸页表面的非均匀性,因此增加填料用量可以减少纸的粗糙度和多孔性,纸的这两种特性也受细小纤维和填料留着率的影响。   (2)机械性质   纸的机械性质(强度性质)是纤维结合强度、纤维本身强度和纸页成形状态的函数。   通过使用增干强剂,可以大大提高纤维之间的氢键结合力,随着纸料中再生纤维含量的增加,其应用会变得日益重要。   必须了解影响增强剂留着的因素并相应地确定系统的条件。其他化学添加剂,例如填料和施胶剂,干扰纤维与纤维间的结合,将会降低纸的强度。   纸本身湿强度很低,较高的湿强度必须通过添加剂而获得。   (3)表观性质   化学添加剂对光泽度影响较小,它们或者比纤维更有效地散射光,或者选择性地吸收特定波长的可见光。   染料与特定的可见光作用受诸多化学和物理因素的影响,必须精密控制纸料的化学环境和物理条件。   提高填料留着率有利于获得较高的不透明度和白度,但应减少填料的凝聚和提高其分布的均匀程度。   在填料留着和均匀分布之间要获得最佳平衡,需了解填料、纤维和助留剂之间的相互作用。   (4)屏蔽和阻抗性   植物纤维没有任何天然的抗水性,当需要这种性质时(例如对大多数种类的纸),必须通过在纸页成形前添加施胶剂或用抗水性涂料(或浸渍剂)处理成形后的纸,才能获得。   前者的应用便属于湿部化学范畴。内部施胶(湿部施胶)时,需将矾土-松香施胶剂或合成施胶剂在纸页成形前留着于纸页中。   施胶剂在纸机网前箱之前与纤维和其他成分混合,为了提高施胶效率和避免纸机出现清洁度和操作性问题,这种赋予纤维表面憎水性的施胶剂必须被快速和高度留着。   配料和纸机的许多因素影响施胶剂的效率。   (5)持久性   化学作用对纸的耐久性有重要影响,几乎在所有条件下碱性纸比酸性纸均具有更高的耐久性。   而纤维、存留于未洗净的纸浆中的杂质、重金属离子以及碳酸钙填料在决定纸的耐久性方面也起一定作用,这些均属于湿部化学研究范畴。   为了提高纸的耐久性需致力于改善湿部化学控制。   2、湿部化学对纸机运行的影响   湿部化学对纸机的运行性能既有正面影响也有负面影响。   一方面,湿部化学能被用于提高滤水性,减少进入的空气和泡沫,保持纸机清洁,以及使循环白水的固含量下降。   另一方面,当湿部化学失控时,会产生纸机沉淀、结垢和气泡痕,降低滤水性、纸机洁净度和压榨效率。   (1)滤水性   纤维与细小纤维以及细小纤维之间形成的絮团,对纸页成形时的脱水具有极其重要的影响,如果絮团大而疏松,它们将牢固地保水和阻碍滤水。   如果絮团小而密实,则易于释放水和提高滤水性。由于助留系统决定絮团的结构,因而它是影响纸机滤水特性的一个重要因素。   (2)沉淀和结垢   沉淀和结垢通常是由于湿部化学失控所引起。例如化学添加剂过量、电荷不平衡、化学品的不相容性以及化学平衡的迁移等,所有这些均会导致沉淀物的形成或胶体凝结。   虽然有许多方法可用来解决沉淀问题,但是最好的方法应该是首先确定哪些已经失控,然后再设法去解决。   (3)泡沫和进入的空气   植物纤维含有能够稳定进入纸料中的空气的某些物质,几种常用的化学添加剂也同样具有这种作用。   无论何时发生这种作用,都会产生一系列不良影响(如降低滤水性、增加粘度、增加泡沫等),找出其来源并消除它,可采用机械和化学的方法予以解决。

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