白水回用對紙張性能的影響

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了白水回用對紙張性能的影響范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

本文作者：史長偉、嵇巋然、龔真萍 單位：齊齊哈爾大學、Metso公司

紙張抄造過程中，短循環(huán)大量使用循環(huán)白水，導致水中的膠體物質（DCS）不斷的積累，積累的DCS物質帶有大量的負電荷，這是構成造紙白水中最主要的陰離子成分。這些陰離子型物質主要由木素及其衍生物、抽出物、碳水化合物、陰離子添加物等組成，它們是“陰離子垃圾”的主要成分。膠體類陰離子垃圾的不斷積累將造成樹脂障礙，同時消耗濕布化學添加的陽離子助劑。它們在白水回用時不斷富集，DCS富集到較高的濃度時，將削弱濕部化學陽離子添加助劑的效果。DCS物質脫穩(wěn)后與填料聚集在一起，容易在紙機工藝備品及設備上產(chǎn)生沉積，導致工藝備品的局部濾水性降低，紙張局部強度變小引起斷紙。DCS富集過多，也會導致白水系統(tǒng)中陰離子電荷增多，需要消耗大量的陽電荷，增加了化學品的用量；白水回用次數(shù)的增加對于紙張的物理指標也有影響[1-3]。

1實驗

1.1漿料與回用白水

PRC-APMP漿，NBKP漿板，實驗室自制DIP漿?；旌蠞{料組分（質量比）：PRC-APMPNBKPDIP=402040（漿料指標見表1）?；赜冒姿簩嶒炇易灾?。

1.2化學添加劑

聚乙烯亞胺（PEI）：分子量5萬左右，電荷量為5.0mmol•g-1；陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）：分子量500萬左右，電荷量為1.2mmol•g-1；膨潤土、碳酸鈣（CaCO3）為工業(yè)品。

1.3儀器

WGZ-2000型濁度計；DDJ型動態(tài)濾水儀；pH200、EC200型便攜式測定儀；JH-722型可見分光光度計；DC-KZ300C型電腦測控抗張試驗機；ZQJ1-B紙樣抄片器。

1.4實驗方法

纖維留著率的測定：紙漿中的細小纖維含量用DDJ型動態(tài)濾水儀進行測定，參考的測定標準為TAPPIT261CM-94測定細小纖維的留著率[4-5]；混合漿料：將混合漿料（足夠n次制備回用白水的漿量）稀釋至濃度3%，加入PEI0.2%（對絕干纖維），攪拌90s，添加碳酸鈣8%（對絕干纖維），混合均勻后，在200r/min攪拌下加入CPAM0.1%（對纖維量），混合90s，最后加入膨潤土0.2%（對纖維量），繼續(xù)攪拌90s。回用白水：在漿料溫度50℃的抄造過程下，將3％的混合漿料用第1次白水（混合漿料脫出的第1次白水）稀釋到0.5%的濃度，在120r/min條件下攪拌2min，然后抄片，此時經(jīng)過濾得到的白水為第2次白水，次數(shù)更高的回用白水（n次）可以將上述過程再重復n次而得到，用每次得到的白水稀釋混合漿料，制得回用白水（見圖1），備用[6]。

2結果與討論

2.1白水回用與白水性能指標的關系

對不同回用次數(shù)的白水進行吸光度、電導率、濁度進行檢測，結果見圖2、圖3、圖4。

2.1.1白水回用與吸光度的關系

從圖2可以得到白水回用次數(shù)與吸光度的關系呈現(xiàn)明顯的先下降后上升的規(guī)律。這是因為前期回用的白水中存在剩余的CPAM與PEI，其含量在逐漸累積，提高了抄造過程的助留效果，因此前期助留劑的累積占主導地位，細小物質在回用的白水中逐漸減少，吸光度下降。在白水回用的后期由于回用白水中陰離子物質（DCS）逐漸累積，陽離子助留劑的效果受到影響，吸光度開始上升，因此在白水循環(huán)的后期累積的陰離子物質占主導地位?；赜冒姿拇螖?shù)在70次時吸光度出現(xiàn)拐點，開始上升。

2.1.2白水回用與電導率的關系

由圖3可以得出白水回用次數(shù)與電導率的關系，即隨著白水回用次數(shù)的增加，前期電導率呈現(xiàn)緩慢上升，中期快速上升，后期逐漸趨于平緩的變化狀態(tài)。在白水回用的前期白水中能夠參與導電的離子很少，陽離子助劑還能正常發(fā)揮作用，白水回用次數(shù)增加電導率緩慢上升；到了白水回用的中期，由于漿料中的各種導電離子在白水中不斷富集，陽離子助劑受到的干擾在增加，不斷富集的離子使電導率快速增加；白水回用后期，系統(tǒng)中存在的陰離子干擾物質與其它離子在增多，但此時系統(tǒng)白水中與紙頁纖維中的離子趨于動態(tài)平衡狀態(tài)，因而此時電導增加的比較緩慢，電導率在白水回用60次前呈現(xiàn)下降，回用60次以上時開始增加，在白水回用到90次以后又趨于緩慢。

2.1.3白水回用與濁度的關系

由圖4可以看出初期白水濁度隨著回用次數(shù)的增加呈現(xiàn)下降趨勢后期又呈現(xiàn)上升趨勢，這是由于前期白水回用時白水中助留劑含量逐漸累積，提高了助留效果，前期過程化學添加助留劑的累積占主導作用，白水中細小物質被留在紙頁中，濁度下降。后期白水系統(tǒng)中各種陰離子干擾物質累積增加，使得助留效果變差，因此后期累積的陰離子物質占主導地位，致使?jié)岫壬仙姿赜么螖?shù)在80次時出現(xiàn)拐點，濁度呈現(xiàn)上升趨勢。

2.2白水回用次數(shù)與抄造性能的關系

2.2.1白水回用與CPAM效果的關系

由圖5可以得出，隨著陽離子助劑CPAM添加量的增加，混合漿料中細小纖維留著率均增加。對系統(tǒng)中的白水回用為60次的漿料進行試驗時，隨著陽離子助劑CPAM添加量的增大，混合漿料纖維留著率呈現(xiàn)上升趨勢。但是當系統(tǒng)中白水回用次數(shù)為90次時，細小纖維的留著率變化出現(xiàn)在CPAM加入量為0.6％（對絕干漿）的位置，在CPAM加入量為0.6％之前為上升，在CPAM加入量為0.6％之后為緩慢狀態(tài)。

2.2.2白水回用與紙頁強度的關系

從圖6白水回用次數(shù)與紙頁裂斷長的關系可以看出，隨著白水回用次數(shù)的不斷增加，紙頁裂斷長呈現(xiàn)出單邊下降的狀態(tài)，其原因是膠體物質的不斷累積的結果，在膠體物質中含有大量的脂肪酸和樹脂酸，它們都有長的碳氫直鏈，這根長的碳氫直鏈存在極性末端基團，可以使水的表面張力降低，進而使纖維與纖維之間結合時形成氫鍵數(shù)量的能力受到阻礙，纖維表面氫鍵數(shù)量的減少，使得紙頁中纖維之間的結合力降低，紙頁強度主要來源于氫鍵的結合力，一次強度指標受到白水回用的影響，白水回用初期影響較小，回用到90次以后指標下降幅度開始變大。

3結束語

吸光度在回用白水的次數(shù)在70次時吸光度出現(xiàn)拐點，之前下降，之后上升；電導率在白水回用60次前為下降，回用60次以上開始增加，回用到90次以后趨于平緩；濁度在白水回用80次時出現(xiàn)拐點，之前下降，之后上升；系統(tǒng)中白水回用次數(shù)超過90次，CPAM加入量超過0.6％時，助劑效果不明顯；系統(tǒng)中白水回用次數(shù)增加，紙頁裂斷長呈現(xiàn)單邊下降，回用到90次以后指標下降幅度變大。