聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中的應(yīng)用

聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中的主要應(yīng)用有兩方面：一是提高添料、顏料等的存留率，以降低原材料的流失和對(duì)環(huán)境的污染;二是提高紙張的強(qiáng)度。

1.提高原料等的存留率

PAM在在造紙的網(wǎng)前箱或葉輪泵處加入后，通過PAM的絮凝作用，使顏料、填料和纖維沉積而減少它們?cè)诎姿�中的流失量。例如，在紙漿中加0.25%-0.5%的PAM后，使紙張沉降速度增加20-80倍。白水中固體含量降低約為66%，紙張灰度增加，白水等填料的存留率提高8%-18%。填料存留率可由原來的50%-60%提高到80%-90%。據(jù)文獻(xiàn)資料介紹，用PAM后每噸紙可節(jié)約用漿20kg，不僅起到增產(chǎn)節(jié)約的作用，還因改進(jìn)填料、顏料、燃料在漿中的分布均勻性而改善了紙的結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)銅網(wǎng)的使用壽命，減少毛毯的堵塞，使設(shè)備易于操作。

使用PAM后，還大大降低了白水的濁度，減少環(huán)境污染。據(jù)某牛皮紙廠統(tǒng)計(jì)，向苛化液中加入PAM后，可改善白水的澄清度。如果單采用無機(jī)絮凝劑，則效果不如用無機(jī)絮凝劑與高分子絮凝劑配合處理的效果。如亞硫酸法造紙廢液具有化學(xué)耗氧量(COD)2500mg/l，使用硫酸鋁25mg/l及水解PAM2mg/l配方處理，COD可下降到200mg/l以下。經(jīng)水解度為5%-10%、相對(duì)分子質(zhì)量為550萬-100萬的PAM1mg/l和硫酸鋁500mg/l配合處理(經(jīng)調(diào)PH值至7.5-8.5)，可使白水變?yōu)闊o色透明的液體，懸浮物降到50mg/l以下。

2.提高紙的干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度

聚丙烯酰胺可作為紙張和紙卡的干強(qiáng)度添加劑，當(dāng)把PAM加入紙中時(shí)，抗張強(qiáng)度、耐折性、耐破性等一類干強(qiáng)性質(zhì)均得到改進(jìn)。另外，使用PAM還可以提高拉撕性、多孔性、改性視覺和印刷性能。

所用的PAM可以是水解PAM，相對(duì)分子質(zhì)量約為1200萬左右。聚丙烯酰胺與明礬一起使用，在調(diào)節(jié)PH值下能獲得良好的效果。當(dāng)PAM用于精練擇作時(shí)，便可得到較高干強(qiáng)度的精練紙漿。

3.作長(zhǎng)纖維抄紙的分散劑

以前長(zhǎng)纖維抄紙都用植物黏液，如刨花楠、莼莉、青楓梗及糯葉。這種植物黏液的供應(yīng)受季節(jié)的影響很大，不適應(yīng)造紙工業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)，經(jīng)常因耗用量大而無法滿足需要。用PAM代替植物黏液已應(yīng)用在我國(guó)一些紙廠。用水解度為20%-30%，相對(duì)分子質(zhì)量為700萬的PAM作分散劑，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到并超過植物膠的水平。每萬張蠟紙可比原來的工藝節(jié)約4.25-11.71萬元，并且由于使用了PAM，可提高運(yùn)轉(zhuǎn)率及車速10%。

4.增加乳液(或紙漿液)的穩(wěn)定性

PAM對(duì)天然膠乳能起到比聚乙烯醇更大的穩(wěn)定作用，因而是膠乳的良好增稠劑。當(dāng)把PAM加到60%的膠乳中存放兩星期后，黏度可提高1.5-2.0倍。

5.紙張涂布的顏料黏結(jié)劑

把PAM和淀粉以1∶2的比例混合，作為良好的黏結(jié)劑而用于紙張涂布中。

6.紙張涂飾劑

PAM和二醛反應(yīng)可以獲得水不溶性，這個(gè)性質(zhì)可用于紙張的涂飾中。

造紙工業(yè)所用PAM，由于使用目的不同，對(duì)聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量、羧基含量(水解度)的要求也是不同的。一般的規(guī)律是：用作絮凝劑的相對(duì)分子質(zhì)量要盡量高一些，而水解度則要低一些;用作分散劑的相對(duì)分子質(zhì)量則要小些，羧基含量要多一點(diǎn);用作干強(qiáng)劑的居于上述兩者之間。

在造紙工業(yè)中，許多中小紙廠均采用草類纖維或其他纖維做原料，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和增加產(chǎn)量，常采用各類化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑，PAM是國(guó)內(nèi)外造紙工業(yè)大量使用的助劑，但因價(jià)格高，影響應(yīng)用范圍。淀粉作為傳統(tǒng)的造紙?zhí)砑觿�，其效果不如PAM，而接枝型PAM恰好彌補(bǔ)了前兩者的不足。由于在淀粉分子骨架上連接了PAM支鏈，相對(duì)分子質(zhì)量大大增加，接枝支鏈上無數(shù)個(gè)酰胺基與紙漿的纖維素或半纖維素分子的羥基形成氫鍵結(jié)合，有較強(qiáng)的吸附作用。因此，用淀粉-丙烯酰胺等的接枝共聚物作為造紙?zhí)砑觿�，不僅起到了助留、助濾的作用，提高了紙的強(qiáng)度，而且與一般PAM相比，降低了成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。