废纸胶粘物控制新技术

纸机污染物的来源有很多种,有效控制它们的第一步是优化机械筛选和洗涤系统,在它们沉积之前除去它们。济南乾来专业胶粘物控制剂,完全解决造纸胶粘物困扰。

废纸胶粘物控制新技术

秦丽娟，陈夫山，王高升

（天津科技大学，天津　３００２２２）

中图分类号：ＴＳ７２７　　　　　　　　　　文献标识码：Ｂ

　　　　纸机污染物的来源有很多种，有效控制它们的第一步是优化机械筛选和洗涤系统，在它们沉积之前除去它们。这也会减小污染物粒子，使它们更容易的通过系统或用化学方法控制它们。但是，有的污染物不能完全去除，例如，来自二次纤维和涂布碎浆的胶粘物和天然的树脂及松香。这些物质在形成纸机沉积物和污染纸机毛毯的同时，还导致纸张质量问题。如果处理不好，它们将导致较差的运行性能，并减少产量。胶粘物的去除，主要采用物理和化学方法。一般的，纸机污染物一旦通过筛选和洗涤，将用化学方法来控制它们。

１　　物理处理方法

　　　　物理方法包括筛选、洗涤、热分散、机械处理等。通过筛选及洗涤设备并不能完全除去胶粘物。热分散及机械分散可以进一步碎解胶粘物颗粒，使其易于分散，但不能防止其附聚以后对后续工段的影响，而且分散设备尚需进口，投资大，操作费用高，能源浪费也较大。另外，国内一些小厂自行试验总结出一种方法，即利用蒸球加热废纸浆料，使胶体物熔化，然后借喷放锅喷放时的雾化作用，将胶体物分散，使其通过烘缸后难以看出。这种方法简便易行，无须任何投资，但效果不理想，且易导致纸浆物理强度降低。２　　化学处理方法

　　　　化学处理就是往浆中添加胶粘

物控制剂，使胶粘物溶解或分解，上的粒子，从阴离子变成阳离子处或保持分散状态，或降低粘性使之理过的滑石粉带有阳离子电荷，吸吸附在纤维上并被抄进纸页中，从附浆料中的阴离子垃圾，具有疏水而脱离纸浆系统和白水系统。与物或疏油表面来吸附蜡、热熔物和压理方法相比较，化学法处理胶粘物效率较高。

　　　　国内外常用的胶粘剂控制剂主要有四种：吸附型、分散型、溶解型和分解型胶粘物控制剂。

　　　　１）吸附型胶粘物控制剂有滑石粉、膨润土、阳离子性高分子和阳离子表面活性剂；

　　　　２）分散型胶粘物控制剂有高分子聚合物和阴离子、非离子表面活性剂；

　　　　３）溶解型胶粘物控制剂有有机溶剂和阴离子、非离子表面活性剂；　　　　４）分解型胶粘物控制剂主要指生物酶。

３　　胶粘物控制剂新技术３．１　　滑石粉类

　　　　用叔胺或季铵处理滑石粉，然后加入到浆料中，通过把胶粘物固定到滑石粉上来除去胶粘物，中和可能存在的阴离子垃圾。除了胶粘物外，浆料悬浮液也含有胶体阴离子，如木材树脂和脂肪酸，　就是通常所说的阴离子垃圾。需要控制阴离子垃圾，否则，它将会导致沉积物问题并且干扰纤维和纤维间的相互结合。阴离子垃圾将造成更严重的问题，是从它们在纸机和相关设备上形成树脂或粘性沉积物开始的。　　　　叔胺或季铵将只改变滑石粉边

敏胶。

　　　　用一种阳离子聚合物处理滑石粉，通常用叔胺或季铵。尽管任何一种季胺在目前的研究中都能应用，但是通常选用以下两种：聚二烯丙基二甲基氯化铵（ｐｏｌｙｄａｍａｃ）　和聚胺。所用的聚胺分子是直链的，分子量大约１００万。叔胺一般选用聚乙烯亚胺（ＰＥＩ），分子是球形的，分子量在１００万左右。比较用ＰＡ、ＰＥＩ和ＰＤ作为阳离子聚合物，结果表明ＰＡ效果最好。３．２　　蛋白质类

　　　　两性的、表面活性的、枝链的蛋白质与一种高电荷密度的阳离子聚合物结合起来使用。枝链蛋白质能同时提高污染物的稳定性并降低粘度。

　　　　枝链的蛋白质通过吸附到胶体物质的表面来发挥其作用，因此能够增强胶体的稳定性，并且改变污染物的表面性质，降低粘性。将常用的去粘剂和枝链蛋白质作了比较，结果表明蛋白质对疏水表面具有更大的粘着力。这种吸附力很大，因此，它不容易从表面被冲掉或置换掉。这也将会阻止稀释、打浆或泵的作用将枝链蛋白质除去。　　　　胶体稳定性是污染物微粒间分散作用的一个参数。一旦通过蛋白

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　　　　　　　　Ｓｏｕｔｈ　Ｗｅｓｔ　Ｐｕｌｐ　Ａｎｄ　Ｐａｐｅｒ　２００４．Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．３

纸机污染物的来源有很多种,有效控制它们的第一步是优化机械筛选和洗涤系统,在它们沉积之前除去它们。济南乾来专业胶粘物控制剂,完全解决造纸胶粘物困扰。

质的吸附，电荷减少，污染物粒子的稳定性则是界面或空间稳定性的一个参数。实验数据表明，如果用枝链的蛋白质处理污染物，胶体稳定性更大。这样减少了处理过的污染物进一步附聚和沉积的趋势。

是新闻纸、涂布纸、含有机械浆的所有纸种以及纸板纸的产量。树脂、油墨、胶粘物的成形和沉积物被降到最低，在一些实例中能够清除。特别地，加入一种有效的控制树脂、油墨、胶粘物数量的膨润

其当这种纤维素衍生物是羧甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素以及它们的混合物。

　　　　原淀粉用来控制在造纸过程中浆料悬浮液中粘性杂质的沉积物。

　　　　原则上讲，能够控制不同种类

　　　　枝链蛋白质的一个关键的作用土，膨润土在水中有很好的润胀能的沉积物和胶粘物的粘合作用。但是是表面改性，降低粘性和沉积性能。力，然后，加入有效的控制树脂、研究表明尤其针对胶粘剂和热熔胶。它对表面的吸附通过物理的和污染油墨、胶粘物数量的滑石粉，因此　　　　原淀粉可以在造纸系统中任意物周围水层的架桥作用。这些界面改善树脂、油墨和胶粘物到纤维上一个位置添加。它们可以以固体颗降低污染物对其他表面的粘合力。的助留作用，将树脂、油墨和胶粘粒的形式添加，也可以以水溶液的这可以在用“去粘剂”或不用的条件物粒子降低到最少。形式或分散的形式。所需原淀粉的下，通过测量分开粘合表面的力来　　　　工业上用的膨润土是一种胶体量取决于废纸中所含有的杂质的量。证明。加入少量的枝链的蛋白质几状的粘土，主要由蒙脱石组成。最好但是，一般地，原淀粉的量一般为浆乎可以完全去除胶粘剂的粘性。膨润土在水中具有良好的润胀能力，料的０．００１％到５．０％重量百分数，最　　　　为了减少造纸系统中污染物的例如钠钾膨润土。膨润土最好具有好是０．１％到１．０％重量百分数。含量，由枝链的蛋白质和污染物形触变和剪切变稀的性质等等。它能４．２　　生物酶

成的络合物必须能够维持其稳定够形成网间结构，而且很容易被剪　　　　酶是一种由生物体合成的一类性。在纸页净化污染物的过程中，切力破坏，但是当剪切力消失时，它能加快生物体内特殊化学反应的复络合物的留着作用，降低了系统中能够重新形成。杂化合物，是生命活动必不可少的污染物的浓度或含量。　　　　滑石粉是比较便宜的一种物质，生物催化剂。酶用于包括制浆、造　　　　与阳离子聚合物反应，将络合在制浆造纸厂经常用来控制树脂、纸在内的工业生产中已有多年。酶物固定或架桥于纤维表面是助留的油墨和胶粘物。滑石粉的结晶结构在制浆、造纸工业中主要用来控制常用的方法。枝链蛋白质与固定剂使得它像薄层片晶。这些晶片的边微生物沉积物、加强漂白效果和纸结合对胶体物质起固定作用。滤液缘是疏水性的，疏水的表面能够与机清洗。利用生物酶分解胶粘物，浊度减少的百分数与胶体污染物的疏水的物质作用，例如树脂和胶粘将大块胶粘物分解为粒径很小的胶含量相关，同时可以作为胶体稳定物粒子。粘物，减少其在浆中的含量。性的一种测试方法。在枝链蛋白质　　　　膨润土和滑石粉共用（或者膨　　　　酶是一种绿色产品，由于它们浓度恒定的情况下，增加阳离子固润土和一种用提高在浆料中助留能是天然产物，对环境几乎没有任何定剂的量，浊度比单独使用阳离子力的处理过的聚合物）可以减少滑负面影响。酶有很强的专一性。如纤聚合物时，降低的速度加快。工厂石粉的用量，从而避免滑石粉用量维素酶只分解纤维素而不分解淀粉。实验已经证实了这种新方法的有效过多引起的不利条件。膨润土提高特定的酶只催化一类特定的化学反性。目前，在回收瓦楞夹心原纸和滑石粉的留着能力。可以先加入滑应，即酶可用来解决特定领域的问卫生纸厂已经成功应用。石粉，然后加入膨润土，另外也可以题。也就是说，用于控制胶粘物的酶４　　滑石粉和膨润土混用同时加入，也可以作为一种混合物不会影响纤维和造纸添加剂，关键　　　　膨润土和滑石粉分别向造纸悬加入。是要找到能分解胶粘物的酶。浮液中添加。另外膨润土和滑石粉４．１　　淀粉类　　　　对胶粘物化学组成的研究表明：同时向悬浮液中添加。膨润土与滑　　　　一般地，采用哪一种淀粉是没绝大多数胶粘物都含有大量能将胶石粉的比大约从１：１到０．１：２０，更有限制的。例如土豆淀粉、玉米淀粘物的基本结构组分连接在一起的好的是从１：１到０．１：１０，最好是从粉、水稻淀粉或大麻淀粉都可以用，酯键。这就引导我们去寻找能催化１：１到１：５．以土豆淀粉效果最佳。脂键断裂从而达到控制胶粘物目的　　　　此方法通过改善树脂和胶粘物　　　　另外，在一种纤维素衍生物的的酯类酶以及相应的酶制剂。为了的控制，可以改善造纸工艺，尤其存在下，能改善原淀粉的效果。尤寻找能破坏胶粘物中酯（下转４０页）

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纸机污染物的来源有很多种,有效控制它们的第一步是优化机械筛选和洗涤系统,在它们沉积之前除去它们。济南乾来专业胶粘物控制剂,完全解决造纸胶粘物困扰。

似，除了甲醇添加量为３０％外，所得纸浆Ｋａｐｐａ值１７．８，筛选得率５６．８％．桦木浆的光学和强度性能优于橡树浆。与硫酸盐法相比，ＡＳＡＭ具有较高的得率和较好的强度性能。　　　　Ｐｕｔｈｓｏｎ等人比较了三种ＡＳＡＭ改良工艺和硫酸盐法制浆。三种ＡＳＡＭ改良工艺为：采用ＮａＯＨ　的ＡＳＡＭⅠ，采用　Ｎａ２ＣＯ３的ＡＳＡＭⅡ和采用预水解的ＰＨＡＳＡＭ．结果发现，ＡＳＡＭ中未漂浆和漂白浆的强度比硫酸盐浆高２０％，其中ＡＳＡＭⅠ结果最好。

４　　甲醇在碱法制浆中的应用４．１　甲醇－烧碱法制浆

蒸煮液甲醇浓度为３０％，ＮａＯＨ含量为１２％时，纸浆质量最好。蒸煮温度为１６０℃，蒸煮时间１５ｍｉｎ．烧碱－甲醇制浆快速脱木素的原因是由于木素苄醇基的甲基化作用，避免了木素缩合的缘故。

乙醇和异丙醇中羧酸的形成。除了甲酸和乙酸外，还鉴定出了２０种单羧酸和１２种羟基二羧酸。甲酸和乙酸占总酸的５５％～６０％，二羧酸只占一小部分（４％～６％）。主要的羟基单

表１　　甲醇－硫酸盐法纸浆性能

木糖异构糖酸和葡萄糖异构糖酸。　　　　蔗渣还可用烧碱－甲醇预处理生产化学机械浆。４．２　　甲醇－硫酸盐法制浆　　　　Ｌｅｄｕｃ等人研究发现，硫酸盐蒸煮液中添加甲醇可降低蒸煮所需要的硫化度、纸浆卡伯值，并可提高纸浆得率，对纸浆性能影响不大，见表１．５　　Ｏｒｇａｎｏｃｅｌｌ工艺

　　　　Ｏｒｇａｎｏｃｅｌｌ工艺原称作ＭＤ工艺。ＭＤ纸浆强度性能与硫酸盐法接近。制浆过程分为两段，第一段在１９５℃用甲醇蒸煮，大部分糖和２０％木素在这一段溶出。第二段在１７０℃用甲醇－水－ＮａＯＨ蒸煮。甲醇用蒸并用离心分离。来自第二段的木素只能用降低ｐＨ值的方法沉淀。干木素的能量含量为２５ＭＪ／ｋｇ．　　　　ＭＤ工艺制浆时先用药液浸渍木片，两个制浆段都在相同蒸煮器内进行。第一段溶剂含甲醇９０％（Ｗ），制２１０℃，ｐＨ３．８～４．９，液比７∶１～１０∶１，压力１．２～４ＭＰａ．在第二段，提高溶剂水含量，并添加５％～３０％ＮａＯＨ和０．０１～０．１５％ＡＱ（对绝干木材），制浆时间１０～８０ｍｉｎ，温度１５０～１９０℃，

一段废液中的甲醇通过闪蒸回收，木素通过中和被沉淀并过滤分离，剩余废液蒸发，碱被回用。

　　　　在第一制浆段（甲醇－水），次生壁木素含量慢慢下降，复合胞间层木素反应性能提高。在第二段（甲醇－ＮａＯＨ），次生壁和复合胞间层脱木素快速进行，复合胞间层残留木素含量比次生壁高。

　　　　对Ｏｒｇａｎｏｃｅｌｌ制浆溶出木素和残留木素结构变化研究表明，第二制浆段烧碱制浆中，木素降解反应是主要的，包括形成烯醇醚。甲醇的化学效应受到少量α－Ｃ原子甲基化的限制。甲醇也改进液体对木片的分散，防止木素缩合。

　　　　Ｏｒｇａｎｏｃｅｌｌ工艺的第一段可省去。简化后纸浆强度增加，甲醇用量降至３０％（Ｖ），可明显降低操作压力和生产成本。在一段Ｏｒｇａｎｏｃｅｌｌ工艺中，木片用５０％甲醇预浸。６　　甲醇预处理爆破法制浆

　　　　木片先用甲醇预浸，在１８０～１９５℃下汽蒸１～４　ｍｉｎ，然后进行爆破，再进行磨浆。预浸液含２０％～８０％甲醇和０％～８％无机碱。

参考文献

［１］　Ｅ　Ｓ　Ａ　Ｍｕｕｒｉｎｅｎ　．Ｏｒｇａｎｏｓｏｌｖ　Ｐｕｌｐｉｎｇ．　　　　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｏｕｌｕ，Ｆｉｎｌａｎｄ，２０００，［２］　Ｃｅｌｉｎｅ　Ｌｅｄｕｃ，Ｊｅａｎ－Ｎｉｃｏｌａｓ　Ｄｅｓｔｉｎｅ，　　　　Ｃｌａｕｄｅ　Ｄａｎｅａｕｌｔ．Ｓｕｌｆｉｄｉｔｙ　　　　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｋｒａｆｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｂｙ　　　　ａｄｄｉｎｇ　ｍｅｔｈａｎｏｌ　ａｎｄ／ｏｒ　ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ　　　　Ａｐｐｉｔａ，２００３，５６（１）：３５．

　　　　甲醇可添加到蔗渣烧碱法制浆。发和蒸馏回收。木素在蒸发中沉淀

　　　　Ａｌｅｎ研究了桦木烧碱法在甲醇、浆时间４０～１２０　ｍｉｎ，温度１８０～

第羧酸是乙醇酸、乳酸、２－羟基丁酸、洗涤废液中的甲醇通过汽提回收。

工艺　　　　　　　　　　　　裂断长　　耐破指数　　　撕裂指数　　　白度　　　不透明度　　　　　　　　　　　　　　　　　ｋｍ　　　ｋｐａ．ｍ／ｇ　　　　ｍＮ．ｍ／ｇ　　　％ＩＳＯ　　　　　　％

２

２

硫酸盐法　　　　　　　　１４．２　　　　　１１．１　　　　　　１０．５　　　　　２２．０　　　　９１．９甲醇－硫酸盐法　　　１４．２　　　　　１１．６　　　　　　１１．６　　　　　２２．８　　　　９１．８

（上接３８页）

键进而把胶粘物分解成较小的基本组分的酶，已对一系列酯类酶的混合物进行了研究。这一方法的最大优点是酯键一旦断裂，胶粘物的基本组分就很难在系统中重新聚合。

参考文献

［１］　ＤＡＶＩＤ　Ｒ．　ＪＯＮＥＳ，　ＪＡＭＥＳ　Ｗ．　ＦＩＴＺＨＥＮＲＹ．

　　　　Ｅｓｔｅｒａｓｅ－ｔｙｐｅ　Ｅｎｚｙｍｅｓ　Ｏｆｆｅｒ　　　　Ｒｅｃｙｃｌｅｄ　Ｍｉｌｌ　ａｎ　Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ　　　　Ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　Ｓｔｉｃｋｉｅｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ．　Ｐｕｌｐ　　　　＆　Ｐａｐｅｒ　Ｍａｇａｚｉｎｅ，　２００３　，（２）：［２］　ＬＡＳＭＡＲＩＡＳ　ＶＩＣＥＮＴＥ（ＵＳ），　ＬＡＹＮＥ　ＡＬＥＸＩＳ　　　（ＵＳ）．　ＵＳ２００３１４３１４４．

［３］　ＣＨＡＲＬＥＳ　Ｄ．ＡＮＧＬＥ．　Ｗｅｔ　Ｅｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　　　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｃｏｍｂｉｎｅ　ｔｏ　Ｍａｎａｇｅ

　　　　Ｐａｐｅｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ．　Ｐｕｌｐ　　　　＆　ｐａｐｅｒ，２００２，（６）：４７－４９．［４］　ＧＵ　ＱＵ－ＭＩＮＧ（ＵＳ）．　ＵＳ６５２７９１５．［５］　ＰＲＵＳＺＹＮＳＫＩ　ＰＲＺＥＭＹＳＬＡＷ（ＣＡ），　　　　ＡＲＭＳＴＲＯＮＧ　ＪＯＨＮ　Ｒ（ＣＡ），　ＵＳ５７９８０２３．［６］　ＳＣＨＵＬＴＥ　ＨＥＩＮＺ－ＧＵＥＮＴＨＥＲ（ＤＥ），　　　　ＨＯＲＮＦＥＣＫ　ＫＬＡＵＳ（ＤＥ），ＵＳ５６１４０６２．

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