卫生纸机湿部化学 &湿部化学品 亚什兰赫克力士水技术 苏州团队 湿部化学介绍 湿部化学是一个术语，业界用以描述造纸原辅料复杂的化学和物理特性以及相互作用/影响。 湿部化学研究中相当重要的内容是研究各种化学助剂与浆料各组分之间的作用及其对纸机运转性能和产品质量的影响。 在湿部化学中，比表面积、润胀行为、离子吸附能力是几个重要的特性 原 辅 料 化学品添加剂 浆料 水 结构 分子量 反应性 电荷 纸浆类型 羧基基团 纤维长度 细小纤维含量 pH 碱度 可溶性无机物 可溶性有机物 头箱 浓度 细小纤维含量 电位 原辅料间的相互作用、影响决定了头箱处的化学/物理条件，从而直接影响网部脱水/成形，扬克烘缸上的涂层，浆料/化学品成本，能耗和最后的成纸质量 浆料 所有的造纸浆料可通过尺寸大小分成纤维和细小纤维组分。 在业界，把浆料组分中能通过200目(相当于直径76um的小孔)筛的部分，定义为细小纤维。 纤维表面电荷及来源 纸浆纤维表面电荷影响纤维对各种化学添加剂的吸附作用，并由此影响各种添加剂的使用效果。纤维表面电荷特性是纤维很重要的湿部化学性质之一。 纤维和细小纤维表面带有微弱的负电荷，主要来源于其酸性基团的电离。 这些酸性基团主要是羧基(COOH), 同时还含有木素磺酸基、木素酚羟基等等。 纤维表面电荷及来源 羧基为弱酸基团，在水中可部分电离，其电离式如下: Cell-COOHH+ + Cell-COO- 羧基的电离平衡受系统pH值的影响，提高pH值，羧基的电离平衡向右移动，从而Cell-COO- 含量增加，纤维表面负电性增强。 酸性抄纸的pH值一般为4.5~6.5，中性或碱性抄纸pH值一般为7~9。因此不同的抄纸系统由于纤维上羧基电离程度差异很大，纤维所带负电荷量的差异也很明显。 这些离子化的羧基基团、磺酸基团与阳性的金属离子、阳离子化学品的阳性基团进行离子吸附反应。 浆料组分的比表面积测量(70%阔叶木与30%针叶木混合浆) 浆料组分 BET-N2 (经溶剂抽提) 纤维 细小纤维 Hydrodynamic (流体力学) 混合浆 ，410CSF 纤维 细小纤维(16.5%) 比表面积(m2/g) 9.9 46.8 2.1 1.2 8.0 细小纤维的比表面积是纤维比表面积的5~8倍 细小纤维比表面积&对湿部助剂的吸附 由于比表面积强烈影响到对助剂的吸附，而助剂只有被吸附才能起作用，所以细小纤维在湿部的留着是各种助剂充分发挥其作用的重要一环。 阳离子湿强剂的吸附 浆料组分 混合浆(26.8% 细纤) 纤维 细纤 氮基浓度(ppm) 2623 1236 6420 细小纤维的管理/控制 使用纤维回收等装备，将细纤从纸机系统中移除 或者 选用合适的助留剂，提高细纤在纸中的保留 研究湿部化学的任务 湿部化学的任务是近可能地提高浆料和功能性化学品的效率，同时维持合适的纸机清洁度、车速和能耗等。 几个重要的考虑因素： 功能性化学品在纤维和细纤上的吸附 功能性化学品的保留 和 细纤的保留 纤维和细纤的凝聚/絮聚 化学品间的反应 …. 湿部化学监控方法&工具 首程留着率(First Pass Retention） 首程细纤留着率(First Pass Fines Retention) 湿部电荷 -阳电荷需求量，阴电荷需求量(PCD) -Zeta电位 残余氯含量、pH、导电率、水硬度、温度 湿部化学监控方法&工具 FPR= 头箱浓度 – 集水盘白水浓度* 100 头箱浓度 FPFR=头箱浓度*细纤含量 – 集水盘白水浓度*细纤含量* 100 头箱浓度*细纤含量 湿部化学监控方法&工具 湿部电荷的测定可被使用于 解决湿端化学所导致的问题 由良好或不佳的湿端环境来预测纸机运转性的情况 优化化学品的添加点 监测化学品处理的效果及优化添加量 其需要下述条件 要了解所测定的内容是什么 趋势分析及历史纪录 其它的测定方法及资料。例如：pH值及纸机其它的操作条件 湿部化学品 湿部化学品分类 功能性化学品 湿强剂 干强剂 柔软剂 染料 制程化学品 消泡剂 树脂控制剂 杀菌剂 助留助滤剂 湿部化学品的添加原則 所有的添加物添加前最好能加以稀释 所有的添加物在加后能够有良好的混合 不同电荷的物质必须分别使用混合器（如泵、浆槽、具有弯头的管线等） 电荷密度较弱的阳性添加物应优先加入 添加物在加入系统前最好经过滤处理 聚合的 水溶性的 阳性的 可反应的 –为热固性 商用湿强树脂都是水溶性的、阳离子聚合物。这些聚合物是热固性的，依赖热量来产生交联。这个交联作用提供了纸页的湿强性能。 所有湿强树脂的特征 湿 强 剂 pH UF MF GPAM Polyamide-epi Polyamine-epi Polyamide-epi-epoxide 湿强树脂的有效应用pH范围 （下机后湿强度） 占完全湿强度的 百分比 持久性湿强剂 vs. 暂时性湿强剂 持久性 阳性的 水溶性的 共价键 自我交联 热固性的 暂时性 阳性的 水溶性的 共价键 可逆的