隨著涂布損紙、脫墨廢紙、高得率漿的使用及紙機(jī)白水循環(huán)封閉程度的提高,紙機(jī)濕部干擾性陰離子雜質(zhì)濃度越來(lái)越高,對(duì)紙機(jī)濕部操作的危害越來(lái)越大,并使一些陽(yáng)離子助劑效果變差。尤其是隨著抄紙向堿性體系的轉(zhuǎn)化,硫酸鋁不再作為施膠固著劑加入到漿料中時(shí),陰離子雜質(zhì)(anionictrash)問(wèn)題變得更加突出。因此了解有關(guān)陰離子雜質(zhì)的來(lái)源、危害及解決對(duì)策是非常必要的。
陰離子雜質(zhì)的來(lái)源及其危害
1.1陰離子雜質(zhì)的來(lái)源
陰離子雜質(zhì)是指紙機(jī)濕部存在的所有溶解陰離子低聚物或多聚物及非離子型水解膠體物質(zhì)的總稱(chēng)。這些陰離子雜質(zhì)有不同的性能和來(lái)源:
(1)來(lái)自紙漿,如木素衍生物、半纖維素、脂肪酸等。
(2)來(lái)自陰離子助劑,如淀粉、CMC、有機(jī)酸、染料、殺菌劑等。
(3)來(lái)自填料分散劑,如聚磷酸鹽、聚丙烯酸酯等。
(4)來(lái)自清水,如腐殖酸、殺菌劑等。
其中大部分有害陰離子雜質(zhì)來(lái)自紙漿,因此這里只介紹來(lái)自紙漿的陰離子雜質(zhì)的積累。從備料到抄紙的每一個(gè)環(huán)節(jié)都涉及到陰離子雜質(zhì)的積累。在備料中,經(jīng)驗(yàn)表明:木材的長(zhǎng)期貯存對(duì)纖維強(qiáng)度和漂白過(guò)程有不良影響,但因此縮短貯存時(shí)間卻使萜烯類(lèi)化合物等可揮發(fā)物質(zhì)沒(méi)有分離出來(lái);使粘性物質(zhì),如酯化了的脂肪酸不能氧化和飽合,結(jié)果縮短貯存時(shí)間增加了紙漿中陰離子雜質(zhì)含量。
草類(lèi)制漿中如果由于原料緊缺,使用新草制漿,也會(huì)由于草料中的果膠、淀粉等未經(jīng)自然發(fā)酵除掉而增加草漿中的陰離子雜質(zhì)含量。在制漿過(guò)程中,木材和草類(lèi)原料的成漿很大程度上取決于原料中木素、半纖維素、抽出物等的溶出,這些溶出物質(zhì)即構(gòu)成了抄紙?bào)w系中最主要的有機(jī)陰離子雜質(zhì)。這些有機(jī)陰離子雜質(zhì)的量與制漿和漂白工藝條件、過(guò)程控制、漂白紙漿的洗凈程度等有著密切的關(guān)系。一般說(shuō)來(lái)使用高得率漿和廢紙漿的紙廠含有最大量的陰離子雜質(zhì),來(lái)自各種機(jī)械漿和半化學(xué)漿的陰離子雜質(zhì)主要是以木素磺酸鹽、腐殖酸和陰離子膠料形式存在的可溶物質(zhì)。
來(lái)自廢紙漿的陰離子雜質(zhì)主要是大量的木素衍生物和與廢紙紙種有關(guān)的其它陰離子雜質(zhì)。其中使用涂布損紙或廢紙的紙廠又具有最高量和最復(fù)雜的陰離子雜質(zhì)。涂布損紙或廢紙,尤其是使用碳酸鈣和二氧化鈦的涂布損紙或廢紙,涂層中含有大量的陰離子分散劑(使用淀粉作粘合劑時(shí)比使用蛋白質(zhì)作粘合劑時(shí)需更多的分散劑,使陰離子雜質(zhì)濃度迅速增加。
就普通化學(xué)漂白漿而言,草漿比木漿含有更多的陰離子雜質(zhì)。而不論何種紙漿,紙漿的洗凈度低是引起漿中陰離子雜質(zhì)濃集的最直接原因。在紙頁(yè)的抄造中,使用碳酸鈣作填料和涂布顏料時(shí),即在中性或堿性條件下抄紙時(shí),由于不能使用硫酸鋁作固著劑,使陰離子雜質(zhì)得不到中和;此外在堿性pH下陰離子雜質(zhì)會(huì)電離出更多的陰離子基團(tuán);而堿性條件下低分子量的半纖維素也可能從纖維細(xì)胞壁中溶解出來(lái)(這類(lèi)物質(zhì)包括木糖和阿拉伯糖基的聚糖);酸性條件下封閉在纖維細(xì)胞內(nèi)的一些膠體物質(zhì)在堿性條件下由于細(xì)胞壁的潤(rùn)脹,也可能被釋放出來(lái)。
因此堿性條件下抄紙會(huì)使可溶性陰離子雜質(zhì)濃度更高。
近年來(lái),由于紙機(jī)白水體系封閉程度越來(lái)越高,而陰離子雜質(zhì)并不吸附在紙漿上,因此這些陰離子雜質(zhì)隨著白水>循環(huán)越積越多,封閉循環(huán)白水所造成的陰離子雜質(zhì)問(wèn)題遠(yuǎn)比紙漿本身嚴(yán)重。
1.2陰離子雜質(zhì)對(duì)抄紙的影響
陰離子雜質(zhì)可以多種方式影響紙頁(yè)的抄造,如:
(1)影響紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn):形成的附聚物(樹(shù)脂、白樹(shù)脂、粘附物)降低紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能,增加斷頭次數(shù)。
(2)影響助劑效能:對(duì)施膠劑、干強(qiáng)劑、濕強(qiáng)劑、助留助濾劑、染料等的作用效果均有不利影響。
(3)影響紙頁(yè)質(zhì)量:降低紙頁(yè)勻度,降低紙頁(yè)不透明度和亮度,引起小孔和暗點(diǎn),降低紙頁(yè)強(qiáng)度。
總之,陰離子雜質(zhì)是以?xún)煞N機(jī)理影響抄紙的,一是其高陰電性使紙漿的陽(yáng)電荷需要量非常高,加入陽(yáng)離子助劑,如助留助濾劑、增強(qiáng)劑等,陰離子雜質(zhì)首先與這些聚合物發(fā)生中和反應(yīng),消耗大量陽(yáng)離子助劑(一般陽(yáng)離子助劑并非有效的電荷中和劑),有可能使陽(yáng)離子應(yīng)用技術(shù).生產(chǎn)工藝助劑完全失效,其高陰電性也影響紙漿中細(xì)小纖維的絮聚,從而影響到紙漿的留著和濾水。因此陰離子雜質(zhì)含量常用漿料濾出液的陽(yáng)電荷需要量表示。再就是陰離子雜質(zhì)隨著不斷積累,與其它物質(zhì)或自身結(jié)合形成附聚物或配合物而從水溶液中沉積出來(lái),如果沉積在填料、細(xì)小纖維和纖維上,會(huì)減少纖維間的氫鍵結(jié)合,因而降低了纖維間的結(jié)合強(qiáng)度和紙頁(yè)亮度;如果在紙頁(yè)抄制中留在網(wǎng)部、管道及毛毯中,則會(huì)堵塞抄紙網(wǎng)、毛毯,在壓榨部引起粘輥,增加紙頁(yè)斷頭次數(shù),并在紙頁(yè)上出現(xiàn)暗點(diǎn),同時(shí)也會(huì)干擾紙頁(yè)的施膠、染色等。
