1 AKD施胶机理.doc

1、1 AKD 施胶机理AKD 属纤维反应型合成施胶剂，在中、碱性条件下，反应性官能团能够和纤维素上的羟基发生反应，形成共价键结合而固着在纤维上，在纤维表面形成一层稳定的薄膜，使纤维由亲水性变为疏水性，从而使纸页获得抗水性。AKD 虽然具有能够直接和纤维素羟基反应的官能团，但在纸机湿部二者基本不发生反应。AKD 乳液加入浆料中以后，施胶剂粒子仅仅只是分散在浆料体系中，多个施胶剂粒能够形成比较大的附聚团，这些附聚团和单个的施胶剂粒子吸附在细小纤维、填料和纤维表面，上网后随着这些细料的留着而留着在湿纸页中，此时 AKD 只是以静电吸附和游离形式存在，它和纤维素之间的共价键还没有形成。在干燥部，随着纸页

2、中的水分逐渐减少，受干燥温度的影响 AKD 粒子熔化而在纤维表面扩展开，分子上具有反应性的官能团朝向纤维，疏水基部分向外，朝向纤维的反应性官能团与纤维素的羟基发生反应形成共价键，从而固着在纤维表面上，完成施胶过程。2 假施胶原因分析及预防措施AKD 是反应性施胶剂，纸（或纸板）下机后，要经过一段时间使 AkD 与纤维素发生结合反应，才能达到施胶效果。造成假施胶的根源是 AKD 没有发生有效的反应或没有反应，特别是在熟化过程中如果 AkD 发生水解反应，就不能与纤维素反应达到施胶效果。经研究发现 AKD 水解反映与纸页的 pH、填料中的游离碱、下机水分和干燥温度等因素有关。在生产上，AKD 施胶

3、中产生假施胶的原因主要有以下几个方面。（1）系统 pH 值超出范围AKD 的施胶效果与 PH 值的关系很大，一般认为只有在中、碱性条件下 AKD 的内酯环才能打开与纤维素上的羟基反应。当 PH6 时，AKD 几乎不能产生施胶作用；随着 pH 值增加,AKD 的施胶效率会逐渐提高，尤其是 pH 在 6.77.5 之间时，纸页的施胶度上升最快；但当pH 值80 时，施胶度的上升速度开始减慢。可见系统 pH 值对施胶果有重要的的影响，pH 值太低或太高施胶效果都不理想。其原因是 pH 值太低时，施胶剂的化学反应速度比较慢，随着浆料 pH 值的增加，反应速度随之加快，但同 AKD 的水解速度也随之加快

4、，施胶效果会因 AKD 的水解而降低。因此，生产上 pH 值一般应控制在 7.58.5 之间，根据实际运行经验，当纸机流送系统 pH 值在 7.88.2 之间时，AKD 的施胶效果最好一旦发现系统的 pH 值超出控制范围就应该及时调整，在配浆时加人适量氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠等，以调节 pH 值为最佳状态。在生产上，常用碳酸氢钠来调节系统的 Pll值，因为碳酸氢根离子能提高 AKD 的施肢效果，同时加入的碱增加了系统中的碱度，碱度在 150250mgL1范围内，也会提高 AKD 的施胶效果。（2）干燥温度太低多缸纸机的干燥曲线及纸页下机温度对施胶效果有重要的影响，干燥曲线是制约在施胶熟化程度

5、的主要因素，使用松香施胶的纸机系统，如果改用 AkD 施胶而同时对其干燥曲线不进行适当的改变，则难以得到理想的施胶效果，这也是目前许多纸厂由酸性施胶改为中性施胶时没有获得成功的主要原因。实践证明，要获得比较好的施胶度，当纸页进入烘干部以后，就需要采用快速升温的干燥曲线，并且需要提供足够的干燥热量，以尽快降低纸页水分，破坏 AKD 的静电吸附作用，促使施胶剂分子重排，加快施胶剂与纤维素羟基之间的化学反应。在生产中还发现纸页的下机温度不同，AKD 的熟化程度也不相同，主产实践表明纸幅的下机温度越高，施胶剂的熟化程度越好。另外，如果在表面施胶前纸页的施胶状况良好，而经过表面施胶以后，在复卷机处却失去

6、了施胶度，这种情况一般是烘缸干燥曲线不当、干燥热量不足、纸页水分过高等原因导致了正常施胶反应被表面施胶淀粉所干扰，发生了再定向。对此可以通过降低纸页出压榨部水分、改善干燥曲线提高干燥能力或者增加用量来调节。（3）下机纸页水分太高纸页的水分含量对施胶效果的影响、纸页在烘干过程中的水分和下机纸页水分都会影响的施胶效果。在烘干部，AKD 的静电吸附不断被破坏，其反应性官能团与纤维素羟基形成共价键而起到施胶作用。在烘干过程中，如果纸页水分过高，会影响 AKD 与纤维之间的反应；反之，纸页水分越低，参加反应的 AKD 就越多。操作中适当降低纸页出压榨部和干燥部的水分，有助于施胶反应的完成，加快 AKD

7、熟化。纸页下机时纸张中的大部分 AKD与纤维素之间仍旧以静电吸附形式存在，还需要再放置一段时间，或者通过复卷加热进一步促进其共价键的形成，以达到最佳施胶度。如果纸页下机水分含量比较低，AKD 的静电吸附将会继续被破坏，随后与纤维素发生反应而得到熟化；对于水分较高的纸，因为纸页下机时其中的 AKD 大部分仍以静电吸附和游离状态存在，通过放置或加热仅有一部分 AKD与纤维素发生反应，另外一部分会缓慢水解；如果纸页水分过高，特别是多层纸板，则继续参加反应的 AKD 更少，大部分 AKD 将会逐渐水解而失去施胶作用，纸页的吸水性随着放置时间的延长而逐渐升高。（4）填料中游离碱的存在填料对 AKD 施胶

8、有不利的影响。一般认为有两种原因，一是由于填料的比表面积比纤维高，胶料倾向于吸附填料表面，吸附在填料上的 AKD 不会对施胶有积极作用。添加胶的量必须增加到能弥补这种损失程度。二是填料影响施胶效率是通过影响胶料的留着率，一些原来被填料吸附的胶料能重新分布在纤维表面，如果填料未留着，则这些吸附的胶料也随之流失，因此，填料的留着对有效施胶也很重要。另外，如果纸页水分过高、贮存温度过高。填料悬浮液中的游离石灰含量过高也很容易造成施胶剂水解速度加快，严重时放置一段时间后纸页施胶度完全失去，造成假施胶。悬浮液中的石灰含量除与其制备过程有关外，通常，悬浮液放置时间越长，其中含有的游离氢氧化钙就会越多，因此悬浮液长久放置对施胶有不良影响。实际上，不同的施胶方式，使用的填料是不同的。一般而言，酸性施胶工艺，采用的填料是滑石粉，因为在酸性条件下，滑石粉的有效成分不会发生化学反应，有利于施胶的完成。中性施胶工艺，采用的廉价的碳酸钙作填料，在弱碱性条件下完成的施胶