AKD 是一種反應(yīng)型施膠劑,對工藝條件有其特殊性,作為使用者應(yīng)當(dāng)了解它的機(jī)理以及哪些工藝對它的使用效果有影響。
一、AKD的施膠機(jī)理
AKD屬纖維反應(yīng)型合成施膠劑,在中、堿性條件下,反應(yīng)性官能團(tuán)能夠和纖維素上的羥基發(fā)生反應(yīng),形成共價(jià)鍵結(jié)合而固著在纖維上,在纖維表面形成一層穩(wěn)定的薄膜,使纖維由親水性變?yōu)槭杷,從而使紙頁獲得抗水性。
AKD中性施膠劑的施膠過程包括以下過程:
① 留著——紙機(jī)濕部需要加入陽離子助留劑,提高AKD 的留著。在生產(chǎn)中,我們可以通過提升保留率來提升AKD在系統(tǒng)中的性能。② 分布——在干燥過程中,加熱使AKD膠料在纖維素表面分布和擴(kuò)展。③定向和固著——在紙張的干燥和存放過程中,AKD的四元環(huán)基與纖維素羥基發(fā)生酯化反應(yīng),定向和固著在纖維上,完成施膠作用。
二、影響AKD 中性施膠效果的因素
①AKD 的用量:應(yīng)該是在保證施膠度的前提下越少越好。AKD 的施膠曲線表明:AKD 有一個(gè)最小用量,低于它,施膠度幾乎為零;但超過最佳用量,多余部分不但不能增加施膠度,而且會(huì)引起紙面摩擦系數(shù)過小,紙頁打滑。
②助留劑體系:合理的助留系統(tǒng)應(yīng)維持首程留著率在75%~85%。在生產(chǎn)中用陽離子PAM 作為助留劑,陽離子PAM 要求有較高的分子量和較低電荷密度。
③AKD 乳液存放條件及其在漿料懸浮液中的水解:AKD 乳液可以在室溫下貯放2 個(gè)月,不允許超過30℃或受凍。實(shí)踐證明,貯存溫度超過30℃或受凍,AKD 的用量是正常用量的兩倍以上。若加水稀釋必須在48 小時(shí)內(nèi)用完,否則AKD會(huì)水解,失去施膠作用。所以夏天使用AKD的單耗會(huì)上升,這是因?yàn)橄到y(tǒng)溫度高,部分AKD 產(chǎn)生水解,不能起到施膠的效果。
④ 硫酸鋁使用:因?yàn)榱蛩徜X是價(jià)格便宜的陰離子捕捉劑(ATC),但要注意pH 值的控制。
⑤ pH值:AKD的施膠效果與pH 值的關(guān)系很大,當(dāng)pH<6時(shí),AKD幾乎不能產(chǎn)生施膠作用;隨著pH值增加,AKD 的施膠效率會(huì)逐漸提高,尤其是pH 在6.7~7.5之間時(shí),紙頁的施膠度上升最快;但當(dāng)pH>8時(shí),施膠度的上升速度開始減慢。可見系統(tǒng)pH 值對施膠果有重要的影響,太低或太高施膠效果都不理想,其原因是pH值太低時(shí),施膠劑的化學(xué)反應(yīng)速度比較慢,隨著漿料pH值的增加,反應(yīng)速度隨之加快,但同時(shí)AKD的水解速度也隨之加快,施膠效果會(huì)因AKD的水解而降低。
⑥ Zeta電位:系統(tǒng)內(nèi)部電荷必須平衡,較經(jīng)濟(jì)的ATC就是硫酸鋁或聚合氯化鋁。
⑦ 加入地點(diǎn)和添加程序:為了減輕AKD的水解程度,避免造成水解和破乳,AKD 常加在濃漿稀釋以后,并加在填料之前。因?yàn)樘盍蠈KD 幾乎是100%吸收而纖維只能吸收大約10%AKD;硫酸鋁加在配漿池中和白水系統(tǒng)中;陽離子PAM 以加在靠近流漿箱為宜,以不受任何剪切力最佳。
⑧ 不利于施膠的添加劑:消泡劑、毛毯清洗劑等表面活性劑對AKD 施膠不利。
⑨ AKD 的熟化及干燥:熟化是指在一段時(shí)期內(nèi)或加熱時(shí)紙頁AKD 施膠度的發(fā)展。AKD粒子像球一樣保留在紙頁上,在干燥部AKD將以單分子層狀在纖維表面擴(kuò)散,然后AKD 分子重新定向使紙頁抗水,這是一個(gè)能量消耗的過程。出于質(zhì)量控制目的,干燥部必須提高烘缸溫度,可通過給予紙張能量進(jìn)行人工熟化而加速這一過程,或在常溫下放置一段時(shí)間完成這一過程。較高的干燥溫度能加快留著下來的AKD 與纖維的速化,提高AKD 施膠效率和熟化速率,因此盡快使烘缸溫度達(dá)到95℃以上是十分重要的。
⑩下機(jī)紙頁水分太高。
雖然AKD施膠存在很多的影響因素,但只要在生產(chǎn)過程中注意控制,就可以發(fā)揮AKD的性能,使AKD的優(yōu)勢得以充分體現(xiàn)。