烘缸剥离(表面活性剂在各行业和造纸中的应用)
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烘缸剥离(表面活性剂在各行业和造纸中的应用)
表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表(界)面张力的物质。其分子结构均由两部分构成,分子的一端为极亲油的疏水基,分子的另一端为极性亲水的亲水基,两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构,赋予了该类特殊分子既亲水又亲油,又不是整体亲水或亲油的特性,这种特有结构通常称之为“双亲结构”。
1表面活性剂的分类
按极性基团的解离性质,表面活性剂可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂以及非离子表面活性剂。
1.1阴离子表面活性剂有分为肥皂类、硫酸化物以及磺酸化物等。
肥皂类系高级脂肪酸的盐类,通式为(RCOO)M,肥皂是使用最早的表面活性剂之一,公元前7-前6世纪已经开始使用,根据M代表的物质不同,又可分为碱金属皂(O/W)、碱土金属皂(W/O)和有机胺皂(三乙醇胺皂)。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力,但易被破坏,碱金属皂还可在硬水环境中被钙、镁盐破坏,电解质亦可使之盐析。
硫酸化物(RO-SO3-M)主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,脂肪烃链R在12-18个碳之间。硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,出现于19世纪中叶,是蓖麻油与硫酸反应的产物,蓖麻油为蓖麻油酸的三甘酯深度磺化,耐酸耐硬水。高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠),出现于20世纪二十到三十年代,乳化性较强且较稳定,在药剂学上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀,对粘膜有一定刺激性,用作外用软膏的乳化剂,也用于片剂等固体制剂的润湿和增溶。
磺酸化物(R-SO3-M)包括脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物。常用产品有二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT)、十二烷基苯磺酸钠以及甘胆酸钠。其水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但在酸性溶液中不易水解。
1.2阳离子表面活性剂
起作用的部分是阳离子,因此成为阳性皂,其分子结构主要部分是一个五价氮原子,也称为季胺化合物,常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。
1.3两性离子表面活性剂
分子结构中同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。主要包括卵磷脂以及氨基酸型和甜菜碱型,其中卵磷脂是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料,氨基酸型(R-NH-CH2CH2COO-)和甜菜碱型(R-N (CH3)2-COO-)在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有良好的去泡、去污作用,而在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,具有很强的杀菌能力。
1.4非离子表面活性剂
分为脂肪酸甘油酯、多元醇、聚氧乙烯型以及聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物。脂肪酸甘油酯主要是单硬脂酸甘油酯,其HLB为3-4,主要用作W/O型乳剂辅助乳化剂;多元醇又包括蔗糖酯、脂肪酸山梨坦以及聚山梨酯,蔗糖酯其HLB为5-13,主要用于O/W乳化剂和分散剂,脂肪酸山梨坦(Span)主要用作W/O乳化剂,聚山梨酯(Tween)主要用于O/W乳化剂;聚氧乙烯型包括Myrij(卖泽类、长链脂肪酸酯);Brij(脂肪醇酯);聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物(Poloxamer)能耐受热压灭菌和低温冷冻,可作为静脉乳剂的乳化剂。
2表面活性剂的发展方向
2.1 烷基磷羧酸盐(AEC)
随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步,人们对表面活性剂使用要求也越来越高,即温和、易生物降解和多功能性,强调使用安全、生态保护和提高效率。烷基醇醚羧酸盐(AEC)是8O年代以来,发达国家积极研究开发的优质表面活性剂热点品种,它与烷基多苷和醇醚磷酸单酯同被称为“表面活性剂90年代的绿色品种”。
烷基醚羧酸盐的生产。一般采用以脂肪醇或烷基酚为原料,经乙氧基化和羧甲基化,制备AEC和APEC。烷基醚羧酸盐在化学结构上与皂类似,在疏水基和亲水基之间,嵌入一定加成数环氧乙烷,从而使其兼有阴离子和非离子表面活性剂的许多优良性能,成为多功能性品种。它在金属加工用方面,效果比相应的醇(酚)醚表面活性剂更好,它具有:
(1)对皮肤和眼的刺激性很小。
(2)好的清洗性能,受pH值和温度影响较小。
(3)对酸、碱、氯较为稳定。
(4)生物降解性能优异。
2.2 新一代表面活性剂Gemini
目前已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等,其中最引人注目的是二聚体,二聚表面活性剂最早被合成于1971年,后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini(英文是双子星之意)表面活性剂。
表面活性剂Gemini(或称dimeric)是由两个单链单头基表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成,因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力,极大地提高了表面活性。与当前为提高表面活性而进行的大量尝试,如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂混合相比较,Gemini表面活性剂是概念上的突破,因而被誉为新一代的表面活性剂。
在Gemini表面活性剂中,两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的,由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接,致使其碳氢链间更容易产生强相互作用,即加强了碳氢链问的疏水结合力,而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱,这就是Gemini表面活性剂和单链单头基表面活性剂相比较,具有高表面活性的根本原因。另一方面。在两个离子头基间的化学键联接不破坏其亲水性,从而为高表面活性的Gemini表面活性剂的广泛应用提供了基础。通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同,在概念上是一个突破。
Gemini表面活性剂的优良性质:
实验表明,在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下,与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比,离子型Gemini表面活性剂具有如下特征性质:
(1)更易吸附在气/液表面,从而更有效地降低水溶液表面张力。
(2)更易聚集生成胶团。
(3)Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向,降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。
(4)具有很低的Krat相转移点。
(5)对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言,Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。
(6)具有良好的钙皂分散性质。
(7)在很多场合,是优良的润湿剂。
从理论上讲,在极性头基区的化学键合阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力,因而必定增强碳链之间的结合。实验证明这是提高表面活性的一个重要突破,而且为实际应用开辟了新的途径。另一方面,由于键合产生的新分子几何形状的改变,带来了若干新形态的分子聚集体,这大大丰富了两亲分子自组织现象,通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织机理。为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。
2.3 AB型嵌段高分子表面活性剂
涂料中颜填料的分散先后使用过聚磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等无机分散剂,传统小分子表面活性剂和聚羧酸盐、聚丙酸盐等高分子化合物。高分子化合物主要利用空间位阻使颜填料颗粒稳定,效果好于小分子表面活性剂的静电排斥作用。研究表明,在众多类型的高分子分散剂中,效果最好、效率最高的是AB型嵌段高分子表面活性剂。从分子结构上看,AB型嵌段高分子就是超大号的表面活性剂,A嵌段和B嵌段分别类似于表面活性剂的亲水头基和疏水尾链。AB嵌段高分子表面活性剂在颜填料表面采取尾型吸附形态,A嵌段是亲颜料的锚固基团,B嵌段是亲溶剂的溶剂化尾链。A嵌段可以是酸、胺、醇、酚等官能团,通过离子键、共价键、配位键、氢键及范德华力等相互作用吸附在颗粒表面,由于含有多个吸附点,可以有效地防止分散剂分子脱附,使吸附紧密且持久。B嵌段可以是聚醚、聚酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯等基团,分别适用于极性和非极性溶剂。稳定颗粒主要依靠B嵌段形成的吸附层产生的空间位阻作用,所以对作为溶剂化尾链的B嵌段的长度和均一性有极高的要求,希望可以形成厚度适中且均一的吸附层,如果B段过长,可能会起架桥作用,引起分散体系黏度增加,甚至絮凝沉淀。通常认为位阻层的厚度为20nm时,可以达到最好的稳定效果。
合成分子结构明确和相对分子质量可控的AB型嵌段高分子表面活性剂是涂料分散助剂的发展方向,这需要用到受控聚合技术。基团转移聚合 (GTP)、原子转移游离基聚合(ATRP)、硝酰基聚合(NMP)和可逆加成分裂链段转移聚合(RAFT)是当今最常用的受控聚合技术,利用这些技术,选用合适的方法和设备可得到想要的聚合物结构,可以选择不同的单体,按设计的次序进行排列,最终合成特定结构、相对分子质量分布窄、近单分散的聚合物,如果采用常规的方法,即使花大量的时间、精力、材料也无法做到这样。目前仅有BYK、Ciba、Rhodia等少数几个公司拥有受控聚合技术。深圳海川公司正在开发的新型分散剂也是AB型嵌段高分子表面活性剂。
2.4 Bola型表面活性剂
Bola型表面活性剂是由两个极性头基用一根或多根疏水链连接键合起来的化合物,它因形似南美土著人的一种武器Bola(一根绳子的两端各连接一个球)而得名。当连接基团的数量和方式不同时,Bola化合物根据分子形态可划分为3种类型,即单链型、双链型和半环型。由于分子链的两端同时存在2个头基,容易产生分子间相互作用,或者粒子间架桥作用,从而使分散体系性能有所不同。涂料体系中用到的ABA型高分子分散剂和缔合型增稠剂就属于Bola型表面活性剂,但是分子体积要比普通Bola表面活性剂大很多,属于高分子类型,相对分子质量通常为5000~30000。缔合型增稠剂可以克服传统增稠剂流动性低、流平性差、刷痕重和辊涂易飞溅等缺陷,是水性涂料助剂领域最重要的发展之一,聚氨酯缔合型增稠剂是一种疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物,属于非离子型缔合增稠剂。聚氨酯缔合型增稠剂以其优异的流变性能而成为高档建筑乳胶涂料不可取代的流变学助剂,其分子结构与增稠原理完全不同于传统增稠剂,其流变学特性也表现出与众不同的特点。缔合型增稠剂结构特点是疏水基封端,它由疏水基团、亲水链和聚氨酯基团3部分组成。
分子两端的疏水基团起缔合作用,相当于Bola型表面活性剂的2个端头基,是增稠的决定因素,通常是油基、十八烷基、十二烷苯基、壬酚基等。亲水链相当于Bola型表面活性剂的连接链,能提供化学稳定性和黏度稳定性,常用的是聚醚,如聚氧乙烯及其衍生物。缔合型增稠剂的分子链是通过聚氨酯基团来扩展的,所用聚氨酯有IPDI、TDI和HMDI等。这样的分子结构使缔合型增稠剂分子可以像大分子表面活性剂一样形成胶束,亲水端与水分子以氢键缔合,疏水端与乳液粒子、表面活性剂等的疏水结构吸附缔合在一起,在水中形成立体网状结构,达到增稠的效果。
2.5 Dendrimer型表面活性剂
Dendrimer就是树枝状大分子,它是从一个中心核分子出发,由支化单体逐级扩散伸展开来的结构,或者由中心核、数层支化单元和外围基团通过化学键连接而成的。目前已经有聚醚、聚酯、聚酰胺、聚芳烃、聚有机硅等类型。树枝状大分子的特性是其分子结构规整,分子体积、形状和末端官能团可在分子水平上设计与控制,因此成为高分子学科的热门课题。按照需求对其端基进行改性,就得到相应的树枝状大分子表面活性剂。树枝状大分子也引起涂料界的关注,开发出该种类型的分散剂、交联剂和专用树脂等。树枝状表面活性剂用作涂料分散剂有两方面优势,首先,通过对其端基修饰,可以产生多个颜料亲和基团,加强与颜料的相互作用。其次,由于分子结构一致,且形状近似椭球形,在分散体系中比较容易获得较低黏度。超支化聚氨酯用聚乙二醇或环氧丙烷共聚物改性,是一种新型的高固体分、溶剂性或水性涂料的颜料分散剂。以商品化的超支化聚酯、聚酯-酰胺、聚乙烯亚胺为骨架,加以改性开发的核-壳型颜料锚固机制的分散剂,其优点是在低黏度下具有颜料分散稳定性。
2.6 低泡或无泡表面活性剂
低泡或无泡表面活性剂就是在原有的表面活性剂基础上进行改性,使其原有的发泡基团失去或降低发泡性,也有用异构醇加EO和PO进行嵌段来调节泡沫大小生产而成的。目前市场有低泡表面活性剂LT-601,无泡表面活性剂8550、8551。
3 表面活性剂在制浆造纸中的应用
表面活性剂是造纸化学品的重要组成部分,广泛应用于造纸制浆、湿部、表面施胶、涂布以及废水处理等过程。
3.1 在制浆中的应用
3.1.1 蒸煮用表面活性剂
表面活性剂用作蒸煮助剂,可以促进蒸煮液对纤维原料的渗透,增进蒸煮液对木材或非木材中木质素和树脂的脱除,并起分散树脂的作用,用作树脂脱除剂的阴离子表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠四聚丙烯苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、二甲苯磺酸、缩合萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠等;非离子表面活性剂有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚醚等。用非离子表面活性剂脱除树脂时,以壬基酚聚氧乙烯醚最为有效,阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配共用效果更好,既可促进木质素和树脂的脱除,又能提高纸浆得率,例如:添加质量比为l:(1-2)的二甲苯磺酸和缩合萘磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚的复合物,即可收到良好的树脂脱除效果。
3.1.2 废纸脱墨用表面活性剂
废纸脱墨的原理是:借助表面活性剂使纤维与油墨湿润、渗透、膨胀、乳化分散、发泡、絮凝和捕集、洗涤。工艺方法主要有:① 洗涤法 突出分散功能。使油墨易于分散形成胶体丽脱除。② 浮选法:适度起泡,再进行油墨捕集等。③ 洗涤法和浮选法两者结合。废纸脱墨化学品主要有碱、水玻璃、螯合剂、双氧水、表面活性剂、钙盐等,其中表面活性荆为重要角色。作为废纸脱墨剂的主要表面活性剂有:阴离子型:脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸盐、磷酸酯盐、磺基琥珀酸酯。阳离子型:胺盐、季铵盐。两性型:甜菜碱、咪唑啉、氨基酸盐。非离子型:烷氧基化物、多元醇酯、脂肪酸烷酯、烷醇酰胺、烷基糖苷。选用何种表面活性剂视印刷品情况及脱墨工艺而定.因此严格地说废纸脱墨剂主要是一种表面活性剂系列的复合配方。
3.2 造纸湿部中的应用
3.2.1 施胶用表面活性剂
施胶剂是重要的湿部化学品,其作用是使纸和纸板获得抗水性能,多数用于书写、印刷、包装和建筑用纸和纸板。施胶剂主要为松香类施胶剂与合成类施胶剂两类。
分散松香胶制备是一物理化学过程,固体松香吸收热量变为液态松香,松香液和水之间存在着极大的界面张力,要降低这一界面张力只有通过加入表面活性剂达到。分散松香胶乳化剂和分散剂均为表面活性剂,选择好表面活性剂是制备分散松香胶的关键,常用的有阴离子 阳离子及两性离子等。我国目前用得最多的是阴离子分散松香胶,常用的乳化剂为聚氧乙烯型,如脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、2-对苯二酚-3-(连苯乙烯酚二聚氧乙烯)丙烯磺酸钠、2-羟-3-(壬基苯氧基聚氧乙烯)丙烯磺酸钠等。有的采用阳离子聚丙烯酰胺、聚酰胺聚胺表氯醇、阳离子淀粉等作为阳离子乳化剂制备出阳离子分散松香胶。
合成类施胶剂,主要有烷基烯酮二聚体(a1kyl ketene dimer)简称AKD和烯基琥珀酸酐(alkenyl succinie anhydride)简称ASA。这二类施胶剂由于均含有活性基团,可以与纤维的羟基起反应而保留在纤维上,故也称反应性施胶剂。由于这类施胶剂可容纳较高的pH条件(pH=7.5—8.5),可以使用廉价的碳酸钙作填料,提高纸张的强度、白度,改善抄造性能而受到造纸行业的欢迎。目前发达国家50%以上的高档纸已实现中、碱性抄造。AKD、ASA本身不溶于水,采用聚氧乙烯型非离子表面活性剂作为乳化剂,可以制得稳定性好的AKD乳液。
3.2.2 控制树脂用表面活性剂
经过制浆处理后的纸浆在漂白过程中会析出残余的树脂,如不及时分离会形成黏性淤积物.粘附于设备、纸机铜网、毛布及烘缸上,造成造纸障碍,影响正常抄纸,还会产生纸病。另外在废纸大量采用的今天,废纸中的胶粘剂、油墨粘连料、涂布粘合剂等树脂性物质同样会产生树脂障碍影响抄造。因此,对树脂障碍控制剂的研究与开发已越来越重要。
常用的树脂障碍控制剂有无机填料(如滑石粉等)、杀菌剂、表面活性剂、螯舍剂、阳离子聚合物、脂肪酶及膜分离剂等.而最常用的是表面活性剂阴离子表面活性剂是目前应用最为广泛的表面活性剂,它有高级醇硫酸盐、烷基苯磺酸及高级醇、磷酸酯等。阳离子表面活性剂主要为烷基胺盐或季铰盐。非离子表面活性剂主要有聚乙二醇型与多元醇等。另外.还有两性表面活性剂及各种多元复台物。剥离剂也是一种树脂控制剂,用来控制烘缸与纸页间的黏着力,润滑刮刀、烘缸.控制黏合剂分布等。主要有聚酰胺类聚合物乳液,如聚乙烯醇乳液、矿物油及表面活性剂配台喷涂有机硅乳液和聚胺聚酰胺类阳离子聚合物等。
3.2.3 消泡用表面活性剂
在抄纸过程中,因为浆中含有少量的术质素、脂肪酸等天然和人工添加的起泡性表面活性剂.同时含有合成高分子及淀粉等稳泡剂.所以会出现泡沫,引起断纸或纸上有孔斑等问题.抄纸用消泡剂的主要活性组分是高碳醇类、聚醚类、脂肪酸酯、有机硅高分子等.一般配成油包水型乳液。
3.2.4 造纸用柔软剂
柔软性是对纤维而言的,表面活性剂能在纤维表面形成疏水基向外的反向吸附,降低纤维物质的动、静摩擦系数,从而获得平滑柔软的手感。阴离子表面活性剂中的硫酸醋、磺化蓖麻油等当吸附在纤维表面时会显示其柔软的效果。
阳离子表面活性剂中的阳离子基可以直接与带负电荷的纤维结台,疏水基在纤维外侧形成低能表面,其柔软效果特别好。如脂肪酸双酰胺环氧氯丙烷主要用于柔软性要求高的纸张,如卫生纸、皱纹纸、卫生巾、手帕、餐巾纸等。
两性离子表面活性剂适应范围较广,其阳离子基可与纤维结台,阴离子基则可通过纸浆中的聚电解质或铝离子与纤维结合,同样可使疏水基排列向外,使表面能大大降低,如1一(.9\'胺乙基).2.十七烷基咪唑啉羧酸衍生物就是这一类表面活性剂。另外阳离子及两性表面活性剂均具有抑菌性和杀菌能力,可以有效地防止纸的发霉。
有机硅表面活性剂属于特种表面活性剂,作为柔软剂使用的主要是阳离子有机硅季铵盐型。
其他柔软剂有硬脂酸聚氧乙烯酯、聚氧化乙烯羊毛脂、乳化蜡等品种也不少。
3.2.5 抗静电剂
在特殊加工纸生产中有时会遇到抗静电问题,用表面活性剂处理液可产生亲水性外表面.即作为抗静电荆的表面活性剂在材料表面形成正向吸附.疏水基的材料表面。亲水基伸向空间,纤维的离子导电性和吸湿导电性增加,产生放电现象,使表面电阻下降,从而防止静电积累。作为抗静电剂使用的表面活性剂有较大的疏水基和较强的亲水基。使用量最多、性能最好的是阳离子表面活性剂,其次是两性表面活性剂。
3.2.6 纤维分散剂
纤维分散剂的主要作用是减少纤维絮凝,改进纸料成形。纤维分散剂能使纤维表面形成双分子层结构,外层分散剂极性端与水有较强的亲合力,增加被水润湿的程度,并园静电斥力而远离,达到分散的效果,常用的纤维分散剂有部分水解的聚丙烯酰胺(PAM)、聚氧化乙烯(PlEO)等,PEO具有高度的黏性.水溶性好,润滑性好等特点,在高档卫生纸中添加0.05%以下,就能取得良好的分散效果。
3.3 造纸表面施胶和涂布中的应用
表面施胶与涂布都是将化学品作用在纸的表面上,主要用来改善纸的表面性能,提高纸的印刷性能和整体性。但两者间存在着许多不同,其主要区别是:表面施胶往往只用胶粘剂,而涂布则既用胶粘剂又用颜料等;表面施胶的胶料是被压榨到纸页内的,而涂布的颜料则是涂在纸的表面。
3.3.1 表面施胶用表面活性剂
按材料分可分为天然及其改性产品类和合成类;按离子性分可分为阴离子、阳离子和非离子类:按产品形态分可分为水溶液型和乳液型。常用的表面掘胶剂古有疏水基和亲水基,因此广义地说都是表面活性剂。主要的表面施胶剂有变性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维索(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。可根据不同的需要选择不同的表面施胶剂.如:① 提高抗水性,可用AKD,分散松香、石蜡、硬脂酸氯化铬,苯乙烯马来酸酐共聚物及其他合成树脂胶乳等;② 提高抗油性,可加人有机氟化台物.如全氟烷基丙烯酸酯共聚物,全氟辛酸铬配舍物,全氟烷基磷酸盐等;③ 增加防黏性,可加人有机硅树脂;④ 改善印刷性能,主要用变性淀粉、CMC、PVA等;⑤ 改进干湿强度,可加人PAM变性淀粉等;⑥提高印刷光泽度,主要用CMC、海藻酸钠等。为了提高表面施胶效果,通常采用两种或几种施胶剂共用的方法,其效果非常显著。
3.3.2 涂布用表面活性剂
涂布加工用涂料组成主要包括胶粘剂、颜料和其他助剂。涂料本身是一种复杂的复配物,且视具体的纸种要求、配方构成有所不同。表面活性剂在纸张涂料的调制中起着重要作用,主要包括涂料分散剂、消泡剂、润滑剂、防腐剂、抗静电剂以及合成胶乳等。
涂料分散剂:是涂料中最重要的助剂,其中大多数是表面活性剂,其性能是① 赋予颜料粒子电荷,使其相互产生斥力;② 覆盖于颜料粒子表面,起到保护性胶体的作用;③ 在粒子周围形成高黏度状态,防止多个粒子凝集。最早使用的分散剂为磷酸盐、聚硅酸盐、磷酸氢二铵、苯磺酸与甲醛的缩合物、干酪素、阿拉伯树脂等。六偏磷酸钠、焦磷酸钠、四聚磷酸钠等是低含固量涂料中常用的分散剂。在高含固量的涂料中,通常采用高分子有机分散刺,如聚丙烯酸钠溶液、聚甲基丙烯酸钠及其衍生物,二异丁烯与马来酸酐共聚物的二钠盐溶液,以及烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚等。
消泡剂:涂料制备及涂布过程中往往会产生泡沫,需要添加消泡剂。主要有高级醇类、脂肪酸酯类及磷酸三丁酯、磷酸三丙酯等。
润滑剂:为了改进纸张涂料的流动性和润滑性,并增进粘合性,赋予纸张涂层以平滑和光泽,增加可塑性,防止龟裂,改善涂布纸的印刷适性等,可加人润滑剂。目前使用最广泛的润滑剂是以硬脂酸钙为代表的水溶性金属皂类表面活性剂,硬脂酸钠类水溶性润滑剂作用也很明显,石蜡族烃类、脂肪酸胺也可作为润滑剂。
防腐剂:某些天然胶粘剂易降解和发霉,故纸张涂料中要舔加防腐刺。季铵盐类阳离子表面活性剂,含氟环状化台物、有机溴及有机硫化合物、N-(2一苯并咪唑基)一氨基甲酸酯(多菌灵)等都已广泛用于纸张涂料中。
抗静电剂:通过在涂料配方中添加十八烷基三甲基氟化铵、聚氧乙烯失水山梨醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸盐、聚苯乙烯磺酸盐等可赋予纸张的抗静电性能。
合成胶乳:合成胶乳是重要的涂布胶粘剂,在合成胶乳制备过程中,表面活性剂作为乳化剂、分散剂、稳定剂等起着重要作用
3.4 在造纸其他方面的应用
3.4.1 毛毯清洗剂
纸机在生产过程中,毛毯往往容易粘附细小纤维、填料、树脂等,造成孔服堵塞,特别是使用废纸浆和草浆,毛毯的污染更严重,抄纸后产生不透明点,影响纸的质量,造成停机,降低毛毯使用寿命等,因此必须使用毛毯清洗剂。
常用的毛毯清洗剂有酸性清洗剂、碱性清洗剂和溶剂型清洗剂。主要成分是阴离子、非离子表面活性剂和分散剂,主要有:氨基磺酸、磷酸单酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚聚醚、烷基醇酰胺等。
3.4.2 污水处理剂
制浆造纸产生的污水量很大,是造纸工业环境保护的重要课题。污水处理方法很多,近年来使用表面活性剂作为絮凝剂取得了明显的效果。常用的絮凝剂有月桂酸钠、硬脂酸钠等阴离子表面活性剂和十二烷基胺基乙酸、十八烷基三甲基氯化铵等阳离子表面活性剂,各种离子的PAM、变性淀粉及其复配产品也有着引人注目的效果。阳离子表面活性剂在废水处理时,还可起到显著的杀菌作用。
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混合设备喷涂碳化钨(热喷涂工艺制备的碳化钨涂层在各行业中的应用)
...于机械设备的修复中。1、造纸行业:造纸行业所使用的烘缸、复卷机辊、导辊等工件受损的情况下,都可以在其表面制备碳化钨涂层,来提高表面性能。如:造纸烘缸,可采用超音速火焰喷涂在表面喷涂碳化钨涂层,涂层厚度...
机场跑道清洗机(高压清洗机各行业的重要性及不同压力下在各行业中的应用)
...柱塞泵产生高压水来冲洗物体表面的机器,来达到将污垢剥离,冲走,达到清洗物体表面的目的。高压清洗机是一种当水的冲击力大于污垢与物体表面附着力,高压水就会将污垢剥离,冲走,达到清洗物体表面的清洗设备。通常...
清洗机换热器最佳方法(高压清洗机各行业的重要性及不同压力下在各行业中的应用)
...柱塞泵产生高压水来冲洗物体表面的机器,来达到将污垢剥离,冲走,达到清洗物体表面的目的。高压清洗机是一种当水的冲击力大于污垢与物体表面附着力,高压水就会将污垢剥离,冲走,达到清洗物体表面的清洗设备。通常...
清洗机换热器最佳方法(高压清洗机各行业的重要性及不同压力下在各行业中的应用)
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...相关,经济的发展为造纸工业的发展提供了有力的支持。烘缸是造纸工艺中的重要设备,其制造和运行质量对纸张生产和企业效益起着至关重要的作用。烘缸是用铸铁制成的两端有盖的空心圆筒,由缸体及其两端的缸盖组成,外...