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表面施膠劑的種類和特點(diǎn)
點(diǎn)擊次數(shù)：2300 發(fā)布時間：2021-12-20
表面施膠是紙張加工過程中的一個工序，通常位于紙機(jī)的烘干部末端，使紙頁在未完全干燥卻具有一定的強(qiáng)度時噴涂一層膠液，經(jīng)后續(xù)的干燥后在紙張表面形成一層膠膜，從而達(dá)到改變紙張表面性能的目的。隨著造紙工業(yè)技術(shù)水平的提高，紙張的表面施膠已經(jīng)成為一種常規(guī)的紙張?zhí)幚砉ば颍绕涫墙陙硪蛴∷?、?fù)印、傳真的普及對文化紙、包裝紙和瓦楞紙的表面性能、強(qiáng)度及抗水性提出了更高的要求，因此造紙工業(yè)在不斷的探求新的表面施膠技術(shù)。
表面施膠劑在功能上通常有增加抗水性和增強(qiáng)紙張強(qiáng)度。提高抗水性的表面施膠劑可選用烷基烯酮二聚體(AKD)、苯乙烯馬來酸酐共聚物等；增強(qiáng)類膠劑可選用淀粉、羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯(PVA)醇等。這些常用的表面施膠劑的種類和特點(diǎn)如下：
1、淀粉及其改性物
淀粉是一種天然高分子化合物，它是一種重要的表面施膠劑和紙張增強(qiáng)劑。玉米淀粉使用比較廣泛，薯類淀粉使用效果較好。天然原淀粉粘度高，流動性差，容易凝聚，用水稀釋后容易沉淀，在粘結(jié)性、成膜性方面還存在很大的局限性，所以在施膠系統(tǒng)中多使用的是改性淀粉。使用淀粉改性物作為表面施膠劑最大的優(yōu)點(diǎn)就是原料豐富，價格便宜，非常適合中國的國情，另外表面增強(qiáng)效果明顯，又可改善印刷效果。但淀粉是高分子水溶性物質(zhì)，結(jié)構(gòu)中含有親水基，在成膜后難以阻隔液體的滲透，這就需要用變性淀粉和其它的表面施膠劑配合使用來達(dá)到紙張的要求。
2、聚丙烯酰胺(PAM)
PAM作為表面施膠劑，在使用時和乙二醛混合，兩者在于燥過程中可形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。由于紙頁中存在三價鋁離子和鈣離子等，PAM分子中的部分-CONH：基團(tuán)又水解成-COOH，這些金屬多價離子會與PAM中的-COOH產(chǎn)生離子交聯(lián)鍵，從而使紙而產(chǎn)生抗水性。PAM價格高，質(zhì)量好，適合和價格便宜的淀粉配合使用。
3、 聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇按聚合度和水解度不同分為多種規(guī)格，一般用作表面施膠的PVA聚合度為l000~2000，醇解度為98％~99％。經(jīng)PVA表面施膠的紙張，干燥后纖維有很好的黏合力，表面強(qiáng)度好，PVA所形成的覆膜有很好的抗油脂性，但缺點(diǎn)是粘度高，涂布性差，易滲透到紙層內(nèi)部(僅起到提高表面強(qiáng)度的作用)，通常為了達(dá)到所需的表面施膠效果，不免要加大用量。為解決這一問題，可采用硼酸預(yù)處理技術(shù)，其原理是經(jīng)硼酸處理后的紙張在涂布PVA時，硼酸和PVA可發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成凝膠體，抑制了PVA向紙層內(nèi)部的過量滲透。達(dá)到相同表面強(qiáng)度，如果只用PVA可能要用3％溶液，但采用1％~1.5 ％的硼酸溶液處理，濃度只要1％就夠了。現(xiàn)在淀粉聚乙烯醇作為表面施劑的應(yīng)用紙種及紙廠不斷減少。
4、羧甲基纖維素CMC
CMC是一種白色的粉末狀、粒狀或纖維狀物質(zhì)，無臭、無味、無毒，是一種很好的表面施膠劑。CMC一般粘度在300mPa.S以下，取代度在0.6~0.75時，比較適合用作表面施膠劑。與PVA相比，羧甲基纖維素(CMC)用作表面施膠劑具有更高的優(yōu)越性，它具有優(yōu)秀的成膜性和整膜轉(zhuǎn)移性能，能在紙張表面形成很好的封閉性和抗油性；由于變性淀粉的成膜性差，不可能在紙表面形成連續(xù)完整的膜，且會在紙張表面形成“積聚物”而堵塞孔隙，致使印刷時產(chǎn)生斑點(diǎn)，因此，淀粉與CMC配合后，可以很大程度上克服這種缺點(diǎn)；CMC具有很好的分散性，它可以將其它膠料粒子充分分散而形成均一穩(wěn)定的體系；如果采用適量配有CMC的膠料表面施膠，可以在紙張表面形成一層連續(xù)完整而柔韌的薄膜，這層膜有調(diào)濕功能，可以防止紙張在印刷過程中的翹曲形變并消除套印時的尺寸誤差；由于CMC出色的粘結(jié)能力，加強(qiáng)了板紙表面纖維與纖維之間、纖維與填料之間的結(jié)合，從而有效地提高了紙張的表面強(qiáng)度，而且使紙張表面獲得很好的油墨接受性，提高了紙張的光澤度，使印刷出來的文字圖像既光澤靚麗，又能減少墨耗。
表面施膠劑在功能上通常有增加抗水性和增強(qiáng)紙張強(qiáng)度。提高抗水性的表面施膠劑可選用烷基烯酮二聚體(AKD)、苯乙烯馬來酸酐共聚物等；增強(qiáng)類膠劑可選用淀粉、羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯(PVA)醇等。這些常用的表面施膠劑的種類和特點(diǎn)如下：
1、淀粉及其改性物
淀粉是一種天然高分子化合物，它是一種重要的表面施膠劑和紙張增強(qiáng)劑。玉米淀粉使用比較廣泛，薯類淀粉使用效果較好。天然原淀粉粘度高，流動性差，容易凝聚，用水稀釋后容易沉淀，在粘結(jié)性、成膜性方面還存在很大的局限性，所以在施膠系統(tǒng)中多使用的是改性淀粉。使用淀粉改性物作為表面施膠劑最大的優(yōu)點(diǎn)就是原料豐富，價格便宜，非常適合中國的國情，另外表面增強(qiáng)效果明顯，又可改善印刷效果。但淀粉是高分子水溶性物質(zhì)，結(jié)構(gòu)中含有親水基，在成膜后難以阻隔液體的滲透，這就需要用變性淀粉和其它的表面施膠劑配合使用來達(dá)到紙張的要求。
2、聚丙烯酰胺(PAM)
PAM作為表面施膠劑，在使用時和乙二醛混合，兩者在于燥過程中可形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。由于紙頁中存在三價鋁離子和鈣離子等，PAM分子中的部分-CONH：基團(tuán)又水解成-COOH，這些金屬多價離子會與PAM中的-COOH產(chǎn)生離子交聯(lián)鍵，從而使紙而產(chǎn)生抗水性。PAM價格高，質(zhì)量好，適合和價格便宜的淀粉配合使用。
3、 聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇按聚合度和水解度不同分為多種規(guī)格，一般用作表面施膠的PVA聚合度為l000~2000，醇解度為98％~99％。經(jīng)PVA表面施膠的紙張，干燥后纖維有很好的黏合力，表面強(qiáng)度好，PVA所形成的覆膜有很好的抗油脂性，但缺點(diǎn)是粘度高，涂布性差，易滲透到紙層內(nèi)部(僅起到提高表面強(qiáng)度的作用)，通常為了達(dá)到所需的表面施膠效果，不免要加大用量。為解決這一問題，可采用硼酸預(yù)處理技術(shù)，其原理是經(jīng)硼酸處理后的紙張在涂布PVA時，硼酸和PVA可發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成凝膠體，抑制了PVA向紙層內(nèi)部的過量滲透。達(dá)到相同表面強(qiáng)度，如果只用PVA可能要用3％溶液，但采用1％~1.5 ％的硼酸溶液處理，濃度只要1％就夠了。現(xiàn)在淀粉聚乙烯醇作為表面施劑的應(yīng)用紙種及紙廠不斷減少。
4、羧甲基纖維素CMC
CMC是一種白色的粉末狀、粒狀或纖維狀物質(zhì)，無臭、無味、無毒，是一種很好的表面施膠劑。CMC一般粘度在300mPa.S以下，取代度在0.6~0.75時，比較適合用作表面施膠劑。與PVA相比，羧甲基纖維素(CMC)用作表面施膠劑具有更高的優(yōu)越性，它具有優(yōu)秀的成膜性和整膜轉(zhuǎn)移性能，能在紙張表面形成很好的封閉性和抗油性；由于變性淀粉的成膜性差，不可能在紙表面形成連續(xù)完整的膜，且會在紙張表面形成“積聚物”而堵塞孔隙，致使印刷時產(chǎn)生斑點(diǎn)，因此，淀粉與CMC配合后，可以很大程度上克服這種缺點(diǎn)；CMC具有很好的分散性，它可以將其它膠料粒子充分分散而形成均一穩(wěn)定的體系；如果采用適量配有CMC的膠料表面施膠，可以在紙張表面形成一層連續(xù)完整而柔韌的薄膜，這層膜有調(diào)濕功能，可以防止紙張在印刷過程中的翹曲形變并消除套印時的尺寸誤差；由于CMC出色的粘結(jié)能力，加強(qiáng)了板紙表面纖維與纖維之間、纖維與填料之間的結(jié)合，從而有效地提高了紙張的表面強(qiáng)度，而且使紙張表面獲得很好的油墨接受性，提高了紙張的光澤度，使印刷出來的文字圖像既光澤靚麗，又能減少墨耗。
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