造紙工業(yè)中聚丙烯酰胺的應(yīng)用 ,丙烯酰胺(AM)類 聚 合 物 是 指 丙烯酰胺的均聚物及丙烯酰胺與其它單體形成的共聚物的統(tǒng)稱。聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物是一類新型的精細功能高分子產(chǎn)品,是水溶性聚電解質(zhì)中重要的品種之一。目前在化工、造紙、輕紡、水處理等工業(yè)部門得到了廣泛應(yīng)用。聚丙烯酰胺及其改性物是目前常用的造紙助劑,因此其市場供需量及價格直接影響造紙行業(yè)的成本核算。為此,本文主要對聚丙烯酰胺的種類及其性質(zhì)及造紙中的應(yīng)用進行了分析 與探究。 關(guān)鍵詞:造紙工業(yè);聚丙烯酰胺;種類 聚丙烯酰胺是造紙工業(yè)中應(yīng)用早、廣泛的造紙助劑之一,聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中的應(yīng)用,現(xiàn)已被稱為標(biāo)準(zhǔn)的造紙助劑”。 它 是 水 溶 性 高 分子 化 合 物 ,因 其 雙 鍵 及 酰胺基的化學(xué)性質(zhì)非?;顫姡蛇M行一系列化學(xué)反應(yīng),由于制備時的原料及反應(yīng)條件的不同,可制得不同分子量和不同功能的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品。按聚合度大小分為高分子量 PAM、中分子量PAM 及低分子量PAM;在用 途上可作為助留劑、增強劑、助濾劑和分散劑等。 一、聚丙烯酰胺的種類及其性質(zhì) 1、非離子型聚丙烯酰胺(NPAM) 非離子型聚丙烯酰胺無色、無腐蝕性、易溶于水,分子質(zhì)量高且濃度大時會在水中形成凝膠,稀釋可增加其流動性,提高溫度可促進溶解,但受熱時間長或溫度超過60 ℃易降解,在水溶液中(PH值6.0-7.0)帶負電荷。此外,PAM能溶于乙酸、丙酸、乙二醇等有機溶劑。PAM一般以粉末狀或水溶液形式供應(yīng)給造紙生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)再根據(jù)需要溶解或進一步稀釋到更低的濃度加到漿料當(dāng)中。 2、陽離子聚丙烯酰胺(CPAM) 用陽離子單體和丙烯酰胺共聚可以制備陽離子聚丙烯酰胺,因陽離子聚丙烯酰胺所帶電荷與纖維所帶電荷相反,可起到很好的絮凝作用,陽離子型的聚丙烯酰胺的PH值適用范圍比較廣,因此,對酸性或中堿性抄紙都適用。陽離子型的聚丙烯酰胺可單獨使用,但為了解決單獨使用陽離子的聚丙烯酰胺產(chǎn)生的勻度變差,強度變差等問題,采用了二元組合系統(tǒng)。如使用結(jié)構(gòu)二氧化硅與陽離子聚丙烯酰胺組成二元助留助濾系統(tǒng),利用高分子質(zhì)量的陽離子聚丙烯酰胺對纖維進行橋聯(lián)絮聚,形成的絮聚體經(jīng)由適當(dāng)剪切力破壞后會使絮聚體表面暴露更多鏈段,這時加入的高負電荷高比表面積的二氧化硅與這些鏈段發(fā)生作用,將 每 小 段 的 鏈 段 聚 集 到 纖 維 上 ,使 得絮 聚 體結(jié)構(gòu)更加致密,從而提高紙漿的留著率。 3、陰離子聚丙烯酰胺(APAM) 陰離子聚丙烯酰是通過在聚合物中引入羥基,由丙烯酸單體和丙烯酰胺單體共聚而成。在造紙生產(chǎn)中,由于APAM本身帶負電荷,不能與纖維很好地結(jié)合,因此,一 般 加 入 陽 離 子 化 合 物 作為促進劑,比如加入硫酸鋁,陰離子聚丙烯酰胺在Al3+的作用下與纖維上的負離子以配位鍵形式吸附在纖維上產(chǎn)生增強效果,結(jié)果同時帶來操作上的麻煩,特別是無法實現(xiàn)中性造紙技術(shù)。國 外 造 紙 生 產(chǎn) 中 陰 離 子 聚 丙 烯 酰胺的應(yīng)用比例由20世紀(jì)90年代的60%下降到30%,相反,陽離子型聚丙烯酰胺卻由同期的20%躍升到50% 以上。 4、兩性聚丙烯酰胺(AmPAM) 兩性聚丙烯酰胺一般采用共聚法制備,即通過把帶有陽離子、陰離子等官能團的單體與丙烯酰胺單體在引發(fā)劑的作用下于水溶液中進行自由基聚合制得。兩性聚丙烯酰胺既含有陰離子基團,也含有陽離子基團,因此其兼有APAM和CPAM的特點,并且其增強作用和助留助濾作用優(yōu)于A-PAM和CPAM。
聚丙烯酰胺作為增強劑,CPAM用作增強劑,通過陽離子與纖推上的陰離子形成離子鍵,可使子的其吸附到紙漿纖維上,而胺基與纖維上的脛基結(jié)合形成氫鍵,增強了纖?使維之間的結(jié)合力,從何使紙張強度增加。采用APAM加松香加硫酸鋁添加分子順序,用于紙漿中也可以獲得較好的增強效果,但APAM的增強效果會隨當(dāng)剪填料用量的増加而下降。AMPAN在造紙工業(yè)中也常用作紙張干強劑,與陽離子聚丙烯酰按類使得增強劑相比,其效果更好,能有效地提高紙張強度。有研究表明,兩性聚丙烯酰胺類增干強劑對于廢紙漿抄紙有更好的增強效果。
聚丙烯酰胺作為分?jǐn)?shù)劑、累凝劑,造紙工業(yè)中聚丙烯酰胺類分散劑主要是相對分子量低的陽離子聚丙維根烯胺,由于其分子鏈中含有基,對帶負電的纖維有分散效果,能提高紙,開黏度,有利于纖維懸浮,并能有效改善紙頁的均勻性,是一種長纖維的高在數(shù)分散劑。而用作造紙工業(yè)水處理的絮凝劑的則是兩性聚丙烯,其聯(lián)版基可與廢水當(dāng)中的許多物質(zhì)親和形成氫鍵,因而可以將分散在水中的微年代粒吸附在一起凝成材,從而促進微粒的沉降和過濾。兩性聚丙烯按與0%其它的無機累凝劑相比,具有品種齊全、生產(chǎn)中用量少、沉降速度快、生產(chǎn)泥液少,后處理簡單等優(yōu)點,可滿是不同廢水處理的使用要求。
綜上所述,聚內(nèi)烯胺在造紙工業(yè)物域也扮演著重要的角色??捎米髯杂杉垙埦葎⒃鰪妱?、分散劑,助濾劑等,它的作用是可以改紙的均勻度,于A-材料的流失量,提高過濾回收效率及減少對環(huán)境的污染。
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