毛毯清洗剂.doc

表面活性剂在造纸中的应用表面活性剂的洗涤和去污作用在造纸过程中显得特别重要,除树脂分散、脱墨等问题外,另一个重要的应用是毛毯清洗. 1.去污机理 表面活性剂的清洗及去污作用是界面活性、润湿、渗透、分散、起泡、乳化、有时有增溶作用与机械或水分共同作用的结果,因此去污力的强弱很难用明确的机理或数学关系式来表示,只能简单地表示为下列关系式: 基质-污垢+洗涤剂基质+污垢-洗涤剂 由此关系式可见去污过程是一个可逆过程,除去的污垢有可能重新沉积在基质上.因此,一种好的洗涤剂应同时具有使污垢脱离基质,并且防止污垢再沉积的能力.污垢的种类很多,一般可分为四类:油性污垢、粒性污垢、可生物分解污垢、可化学漂白污垢.表面活性剂只对前两类污垢有强去污作用,对可生物分解污垢也有一定去除能力,但加各种酶制剂则可以促使其很快地分解.对最后一类污垢需添加特殊的助剂帮助清洗.污垢与基质之间的结合作用也是非常复杂的,可以能过静电作用、化学键合作用或物理吸附作用结合,有时也借一种互相溶渗的油性结合牢固地结合在一起. 表面活性剂对油性污垢和料性污垢具有不同的去除机理.对油性污垢是所谓的卷离机理,即借助表面活性剂的界面活性作用及对固体表面的优先润湿,改变污垢/溶液、基质/溶液、污垢/基质及水溶液本身的界面性质,使小接触角逐渐增大向平衡接触角发展,最终使油垢卷缩起来被除去.平衡接触角愈大,污垢愈易除去且除愈彻底. 固体污垢与油性污垢的去除机理不同,根源在固体料性污垢与基质的结合方式与油污不同,它们不是像油垢那样扩散成一片,而是仅以少数活性位与基质接触、粘附,表面活性剂对其的作用主要是通过在固体粒垢和基质表面上的吸附,使粒垢和基质间的粘附力降低而相互释放.使用阴离子型表面活性剂的场合能增大粒垢与基质间的表面电势帮助去污,非离子则靠空间障碍作用防止粒垢再沉积而达到良好的去污效果. 具有强的洗涤去污能力的表面活性剂品种很多,最常用和用量最大的是烷基苯磺酸盐、醇醚硫酸盐及脂肪酸皂等阴离子型品种.阴离子表面活性对去除极性污垢,如极性粒垢、极性油垢等效果较好.非离子表面活性剂对去除非极性污垢效果较好.由于实际污垢是油/粒垢的集合体,故洗涤剂配方中往往将阴/非离子表面活性剂复配以达到最佳的去污效果. 2.毛毯清洗 纸机在生产中,毛毯容易往往容易粘附细小纤维、填料、树脂等,造成孔眼堵塞,特别是使用杂细胞较多的草类浆料或洗涤不良的浆料,将会使毛毯受到更严重的污染,抄纸后产生很多不透明点,影响纸的质量,造成停机,降低毛毯使用寿命.因此必须使用毛毯清洗剂来解决上述问题. 常用的毛毯清洗剂是各种液体洗涤剂,有酸性清洗、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.酸性清洗可加入氨基磺酸、磷酸单酯表面活性剂.碱性清洗剂对除去松香、细小纤维和碱类可溶物很有郊果.溶剂型清洗剂中加有能溶解树脂的有溶剂,主要是为了除去毛毯上的高浓度的树脂堵塞物. 毛毯清洗的方法有两种:在抄纸机上连续清洗法和从抄纸机取下洗涤.常加的毛毯清洗剂是各种液体洗涤剂,有酸性清洗剂、碱性清洗剂和溶剂型清洗剂. 采用碱液或合成洗衣粉进行清洗.由于碱性大,对毛毯纤维有损伤,故近年来多采用非离子表面活性剂,其清洗效果更好,且泡沫小,作用温和,对毛纤维损伤小,一般可使毛毯的使用寿命延长一倍以上.为了使树脂乳化,应加入对树脂有强的脱除作用的非离子表面活性剂,如AEO-9、OP-10、烷醇酰胺、聚醚等.丁基萘磺酸钠、木质素磺酸钠等,则可使被乳化后的树脂易于分散在水中,不发生凝聚. 2.3.3污水处理剂 制浆造纸产生的污水量很大,已成为各国日益重视的问题.污水处理的办法很多,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. 具有显著絮凝作用的往往是一些相对分子质量较大的表面活性剂或极性高聚物,有时亦可以是一些带有异性电荷且能与悬浮物形成配位配合物的无机盐,在废水处理中最典型的是加入明矾达到填料和树脂聚集的目的,但更多和更有郊的是加入高分子絮凝剂,它们可以通过搭桥作用等机理使分散微粒发生凝结.实妹上这在施胶、助留、助滤过程中也都有重要的作用.各种离子型且具有高的相对分子质量的聚丙烯酰胺(PAM)及淀粉接枝聚丙烯酰胺在这方面有着引人注目的效果. 阳离子表面活性剂在废水处理时,不可起到显著的杀菌作用.在黑液处理中,容易在蒸发时产生结垢,使热效率降低,而且难以清理.采用间歇酸洗法,需停机清洗.如在制将黑液碱回收工艺中使用搞结垢剂,则能降低黑液粘度,减少结垢,加速蒸发,这类抗垢剂大多由脂肪酸聚氧乙烯酯、二乙基羟胺磷酸盐、多聚磷酸钠组成.高分子抗结垢剂主要是聚丙烯酸钠、丙烯酸马来酸酐共聚物盐等.这类高分子抗结垢剂的相对分子质量较低,对水中多价金属离子具有明显的鳌合作用,可防止结垢. 2.3.6分散剂 在纸的加式过程中分散问题很多,如涂布时涂料配方中一般要加入颜料分散剂,否则涂布层过厚且不均匀;乳液松香胶又称为高分散胶,这里面胶料的分散问题实际上是关键.要选择合适的乳化剂和分散剂才能得到颗粒细腻且高度分散的胶料;树脂分散均匀则会最大限度地发挥作用. 分散是指内相为不溶性微粒分布在外相为液体或半固体中组成的粗分散体系,这样的体系也称作乳液.悬浮液至少由三种基本成分组成:分散相、连续相和分散剂,表面活性剂常用于作为散剂或乳剂. 对于造纸过程来说,纤维、填料和一些助剂等都是水不溶性的,它们有在水溶液中自行聚集的趋势;而且不同物料之间往往因不相容性而尽量远离.这样就难以得到性能均匀、强度理想的纸张.加入表面活性剂、分散剂则可以使固体粒子表面形成双分子层或双电层结构,外层分散剂极性端与水有较强亲合力,增加了固体粒子被水润湿的程度.固体颗粒之间因静电斥力而远离,达到良好分散效果. 表面活性剂可以使悬浮液中的固体分散粒子被液相载体充分润湿和均匀分散,并使体系的分离、聚集和固体微粒的沉降速度降至最低,以维持悬浮液最大的动力学稳定性.表面活性剂之所以能起分散作用,主要因为具有以下几个方面的作用; 纤维分散剂的作用机理 纤维分散剂的主要作用是减少纤维絮凝,改进纸料成形.分散是将固体微小颗粒尽可能均匀分布在另一种不相容的物料中,对于造纸过程来说,纤维、填料和一些助剂等都是水不溶性的,它们有在水溶液中自行聚集的趋势,而且不同物料之间往往因不相容性而尽量远离,这样就难以得到性能均匀、强度理想的纸张.加入分散剂则可以使固体粒子表面形成双分子层结构,外层分散剂极性端与水有较强亲合力,增加了固体粒子被水润湿的程度.固体颗粒之间因静电斥力而远离,达到良好分散效果. 良好的纤维分散剂电斥力而远离,达到良好分散效果.良好的纤维分散剂要求有一定的热解性,即随着温度的升高而逐渐分解,粘度也相应降低,这样就不会留在已干燥的纸页上,不会因使用纤维分散剂而影响纤维的原有性能. 纤维分散剂的主要种类 部分水解聚丙烯酰胺 这种分散剂具有如下结构:CH2CH-CH2CH | CONH2COOH 它既可以由非离子聚丙烯酰胺水解制得,也可以通过丙烯酰胺和丙烯酸以一定比例共聚得到.作为分散剂使用的一般是它的钠盐,由于分子链中含有部分羟基,对带负电荷的纤维素纤维有分散效果.并且在相对分子质量为300万左右时,能提高浆液粘度,有利于纤维悬浮,故是一种长纤维的高效分散剂. 2.聚氧化乙烯 聚氧化乙烯是目前国内外应用最多的纸浆分散剂. 用作纸浆分散剂的PEO,外观为白色粒状或粉末聚合物.相对分子质量大于250万,熔点66-70,热分解温度423-425,表观密度0.15-0.3kg/L,水溶液pH值为6.5-7.0,属于非离子性. 聚氧化乙烯是一种抄纸用纸浆分散剂,特别适用于作为纤维造纸的分散剂.具有高度的粘性、水溶性好、润滑性好等特点.在高档卫生纸中添加量为0.05%以下.产品易溶于水,但必须使用适当的分散设备来逐渐溶解. PEO除对长、短纤维均有良好的分散作用外,还具有助留、增强作用,适应pH值范围宽.另外,它还能改善纸张柔软度和光滑温度.一般用作分散剂时PEO的相对分子质量300万.相对分子质量低于此值时,用量会很大;相对分子质量在50万以下时,会完全失去使纤维和防止凝聚的作用.PEO在高剪切力和高温下会发生分子链降解,导致粘度降低和分散能力下降. 聚氧化乙烯与聚乙二醇的分子式是相同的,只是相对分子质量不同,聚氧化乙烯的相对分子质量很高;聚乙二醇的相对分子质理只有数千.外观为白色固体,为水溶液高分子蜡,其在乳液聚合中可用作树脂分散及乳胶保护剂. 1.树胶 很多树胶对纤维素纤维有极佳的分散效果.这些树胶是纤维的保护胶体,其负电荷在纤维上均匀地分布,能阻止纤维的结合.当然,它们亦可能提高悬浮介质的粘度,使纤维的凝聚作用减少. 2.海藻酸钠 海藻