随着中碱性施胶的发展,AKD施胶剂的应用也越来越广泛。但是采用AKD施胶，添加助剂不论在浆内 施胶还是表面施胶中，都存在施胶效果滞后，熟化期长等主要问题。施胶效果在纸张干后尚未完 成,AKD与纤维素的反应在一定时间内持续进行，随着存放时间的延长，纸页施胶度上升，完全熟 化通常需要约2周时间m，故纸卷下机一段时间后才能达到最佳施胶效果。因此，寻求一种相应 的施胶增效剂使其缩短AKD的熟化时间，尽快获得更好的施胶效果，进一步适合生产需求是目前 急需解决的问题。国内目前主要对带胺基的碱性高分子合成聚合物的增效剂如PVA、PAE、PAM 等进行了相关的研究，但其施胶效果并非很理想，使用均具有一定的局限性。

瓜尔胶具有与纤维极为相似的结构，对纤维有较强的亲和力，且瓜尔胶本身含有许多羟基，易 与纤维的轻基形成氢键;阳离子高分子因其自身带高密度的阳离子电荷，容易固着在带负电的纤维上。由于上述二者皆有加快与纤维之间反应，提高AKD施胶效果的性能[3<，从理论上对于缩 短AKD熟化时间有很大的促进作用，本文对此考虑在AKD施胶中添加瓜尔胶和阳离子髙分子，以 考察其对AKD的施胶增效作用。

1实验部分

1,1原料和仪器

废纸浆(打浆度35°SR);氧化淀粉;阳离子高分子;阳离子瓜尔胶粉;非离子瓜尔胶粉;硫酸 铝:分析纯(A. R) ;AKD:固含量为15%.;交联剂A;交联剂B。

小型涂布机:上海奉贤照相器材厂;ZQJ -1 - B - n型纸样抄取器:陕西科技大学机械厂。

1.2抄纸

以全废箱板纸为原料，采用标准纸页或形器抄造定量为l〇5g/m2的纸样，浆内未添加任何助 剂，备用〇 1.3瓜尔肢交联体的制备

在三口烧瓶中加人去离子水，并将称好的瓜尔胶粉分散于水中，升温，待瓜尔胶完全溶解后， 滴加适量的交联剂，进行搅拌，调节pH值，反应一定时间，保温，冷却至室温，即得交联体。

1.4表面施胶

1.4.1施胶胶液配制

施胶用氧化淀粉加水搅拌后配制成5%溶液，升温至90 - 95^，通过60目的筛网，保温糊化 30分钟后降至65尤恒温，备用。

1.4.2纸张施胶

原纸水分8 -12%，使用上述氧化淀粉液与AKD配制成施胶液，配比为淀粉：AKD =20:丨，淀 粉溶液浓度为5%，AKD用量为0• 15% (相对绝干量），施胶液中AKD的浓度不大于0.2%。分别 添加增效剂瓜尔胶或瓜尔胶交联体、阳离子高分子与Al2(S04)3，使用上述胶料，在实验室小型涂 布机上，以相同施胶量3.5g/m2对纸张进行表面施胶。

1.5施胶度的测定

采用纸张表面吸水能力（可勃值)测定法，按国标(GB/Ti540 - 2002)规定的方法进行纸张表 面吸水性的测定。熟化率S的简单测定:刚下机的几张平行样品，其中一半样品立刻检测其Cobb 值，为X;另一半样品经105T烘箱烘lOmin后，检测其Cobb值，为H。S =H/X xl00%，S值越 大，说明其熟化越快[5]。

2结果与讨论

2.1非离子瓜尔肢用量对AKD施肢 增效作用的影响

瓜尔胶为天然高分子聚合物，易 与纤维结合，而非离子瓜尔胶相对粘 度低，具有良好的流变性和成膜性。

因此，对非离子瓜尔胶的不同用量对 施胶效果的影响进行了探讨，结果如 图1所示。

由图1可以看出，Cobb值随着瓜尔胶的用量增加而下降，施胶效果提高，当瓜尔胶用量由 0.01%至〇• 02%时，Cobb值发生显著的变化，下降了36%，而随着瓜尔胶用量的增加,Cobb值不再 有明显的改变,因此瓜尔胶作AKD施胶增效剂的最佳用量为(X 02%。

2.2瓜尔胶和瓜尔胶交联体对AKD施肢增效作用的影响

瓜尔胶及衍生物的水溶液在室温下大约1周时间就会水样化W，失去原有的功能，而经交联 过的瓜尔胶水溶液，其保存期可以大大提高。

表1瓜尔胶和瓜尔肢交联体对AKD施肢纸张的影响

AKD用量瓜尔胶交联剂刚下机Cobb值g/m2

0非离子0144

0.15%0040

0.15%非离子029

0.15%非离子交联剂A21

0.15%阳离子交联剂A22

0.15%阳离子交联剂B21

0.15%非离子交联剂B23

0.15%0交联剂A39

注：均作60s吸水

采用AKD施过胶的纸样经105丈烘箱烘lOmin后，其最终的Cobb值(H)为19g/m2，由表1可 知，单独使用AKD施胶的纸样,测其刚下机的Cobb值(X)为40g/in2,则熟化率(S)为47. 5%p单 独使用瓜尔胶的纸样Cobb值与未施胶的空白样相同，基本没有施胶度。在AKD中添加瓜尔胶，纸 张下机后的Cobb值明显下降，刚下机的熟化率为63%。而在AKD中只添加交联剂不加瓜尔胶纸 样的Cobb值没有较大的变化，与单独使用AKD的纸样施胶效果相当。对在AKD中添加瓜尔胶交 联体，纸页的Cobb值和熟化率皆变化显著，刚下机的熟化率最髙可达86.4%，而交联体中非离子 瓜尔胶与交联剂A的交联对AKD的施胶增效较为理想，且交联体不易变质。

2.3阳离子高分子对AKD施肢增效作用的影响

采用阳离子高分子与A12(S04)3 —起加人AKD中，能形成网状的结构，更好地促进AKD同纤 维之间的结合，且有效地提髙施胶剂的稳定性及限制AKD的水解和迁移倾向，对AKD乳胶起保护 的作用，并加速AKD的熟化，使纸张具有良好的疏水性能，不同阳离子高分子用量对AKD施胶效 果会产生一定的影响。

图2表明，纸页的Cobb值随阳离子高分子用量的增加而下降，当用量为0.03%的时候，可以 取得较好的施胶效果，但是再增加阳离子高分子用量，施胶度没有太明显的变化，由此可知，阳离 子高分子作AKD的增效剂最佳用量为0.03%。

当AKD用量为0.15%时加人增效剂阳离子高分子，产生的施胶效果甚至超过了0.4%的AKD 用量产生的效果(见表2),下机熟化率可达70% ,这说明了施胶增效剂不仅.能起增效作用，还可降 低施胶剂的用量62.5%。下机后的纸样，通过105=0烘干10min后测试，测得的施胶度与AKD半 个月后的最终施胶度相当。从表2可知，在相同的AKD用量的施胶中，加入阳离子高分子增效剂 的纸张最终施胶度提高了 15.8%。

表2阳离子高分子对AKD用量的影响

下机Cobb值g/m2最终Cobb值g/m2

AKD0.4%35.718

AKD0.15%4019

AKD0.15% +阳离子髙分子2316

当阳离子高分子用量不变时，从(504)3的用量对AKD施胶作用也有较大的影响，如表3所 示，通过一系列相关实验可得到:阳离子髙分子与从(S〇4) 3的最佳配比为3:1。

表3阳离子高分子与A12(S04)3不同比例对AKD施胶作用的影响 阳离子高分子:缽(3〇4>,4:13:12:11:11:2

Cobb 值 g/m22721252628

2.4施肢增效剂的添加顺序对AKD施胶增效作用的影响

干燥溢度T：

施胶反应仍不能发生，因此纸页要获得比 较好的施胶效果，在干燥时，就需要控制 干燥温度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，使干 燥后的纸张水分含量理想，施胶剂反应完 全[7-93。

2.5温度对AKD施胶增效作用的影响

AKD是反应型施胶剂，温度对其影 响非常重要，当温度达不到反应要求时,

一般来说，施胶剂或填料的添加顺序对AKD施胶会有比较大的影响。但是，如表4所示，阳离 子高分子与瓜尔胶的添加顺序对AKD施胶增效作用影响很小，这可能跟表面施胶有关，与浆内施 胶相比，它少了系统的阴离子垃圾千扰和抄纸系统的pH值等顾虑。

表4增效剂的添加顺序对AKD施胶度的影响

增效剂添加顺序刚下机lh1.5h2h4hId

阳离子髙分子与瓜尔胶一同添加16.612.712.512.11212

先加阳离子髙分子后加瓜尔胶1714.313.913.21313

先加瓜尔胶后加阳离子高分子16.514.113.3131313

-»-AKD

由图3可知，无论AKD施胶剂中添加阳离子高分子增效剂与否，随着烘干温度的上升，纸页 的Cobb值在不断下降，在801到100丈之间，纸张抗水效果较差，当温度增加到11〇尤时，Cobb值 显著下降，对于AKD空白样来说，温度再升高，Cobb值变化不大，而加入增效剂的AKD在温度为 12〇尤时获得较好的Cobb值，此后,温度再升高，Cobb值减少已经不太明显，且越高温度将意味着 耗能越大，所以添加增效剂的AKD最优干燥温度为12〇^。因此，加入增效剂的AKD应尽快提高 干燥温度，以获得最佳施胶效果。

2.6干燥时间对AKD施股增效作用的影响’

AKD与纤维的反应主要发生在干燥过程中，在适当干燥温度下，干燥时间显得尤为重要，纸张 的水分蒸发到一定程度才能保证其良好的施胶度。本研究对表面施胶的纸页进行干燥，并探讨不 同干燥时间对纸页Cobb值的影响。

3D 354.04.55.0556.0

干燥时间nin

图4干燥时间对对AKD施肢作用的影响

从图4可看出，施胶时，AKD中添加阳离子高分子增效剂和未添加增效剂，其纸页的Cobb值 随干燥时间的增加而降低，在3 -4. 5miri时，Cobb值减少得最快，但添加增效剂的AKD施胶效果 都明显要好于未加增效剂的AKD，当干燥时间为5min时，Cobb值已经下降到最低，再延长干燥时 间，Cobb值下降的幅度并不大，因而最佳的干燥时间为5min。

2.7纸页下机后不同熟化时间Cobb值的比较

纸张下机后，AKD与纤维的反应并没有停止，而是继续进行着。为此，促使AKD最快与纤维 反应才能解决施胶滞后问题，添加增效剂的目的就是促进AKD与纤维反应，隨着纸张下机时间的 延长,施胶度也随之上升。

由图5可见，加人增效剂的纸张下机后都有良好的施胶效果和较短的熟化时间。瓜尔胶交联 体作AKD增效剂纸张下机熟化率为70%，0• 5h后熟化率可达85. 7%，2h基本熟化;阳离子高分子 作AKD增效剂纸张下机熟化率为63%，0• 5h后熟化率87.5%，汍基本熟化;瓜尔胶交联体与阳离 子高分子一起加人作AKD增效剂,则纸张下机熟化率为64%，但0. 5h后熟化率为87.6%，2h基 本熟化，且最终施胶度提高了44.7%，施胶效果明显要优于单独添加的效果。与阳离子高分子相. 比，瓜尔胶交联体的施胶效果稍微差些，但是相对单独添加AKD的组分，熟化时闾无疑大大减少 了。

3结论

通过实验可知，采用瓜尔胶交联体与阳离子高分子一起做AKD施胶增效剂，施胶效果显著，其 最佳工艺条件为:瓜尔胶交联体总体最佳用量为〇. 02% ,阳离子高分子最佳用量为〇. 03%，阳离 子高分子:处（304)3最佳配比为3:1，干燥温度和干燥时间分别为120丈和5min。成纸下机的施 胶率提高了 64%，最终施胶度提高了 44.7%，熟化时间缩短至2h，此外，增效剂的加人可降低 62.5%的AKD用量，减少了施胶成本。

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