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浅谈羧甲基纤维素钠在特种纸上的应用

发布日期:2015-05-01 17:04:11
特种纸
  羧甲基纤维素钠(cmc)是以高纯度纤维素为原料,经氢氧化钠碱化生成碱纤维素, 然后与醚化剂一氯乙酸反应制得,属纤维素醚类物质,合成反应(略)。
  
  纤维素是一种以脱水葡萄糖为单fc的多糖结构,每个葡萄糖单位含有3个可以反 应的羟基上的氢能被羧甲基所取代,将羧甲基导入纤维素链,从而使纤维素能溶解于 水而形成透明的溶液,CMC被誉为“工业味素”,广泛应用于石油钻井、医药卫生、日 用化工、造纸、食品、建筑、纺织、光电材料等行业,CMC是一种使用安全和完全无 害的产品
  
  一、CMG在造纸工业中的应用随着我国造纸工业的飞速发展,随着人们对纸和纸制品需求的日益增长,随着国际 上先进纸机和特种纸尖端技术的不断输入,CMC在造纸工业的应用也越来越广泛,其作用价值也 越来越被各造纸工程师所认识,是一种非常有前途的精细造纸化学品。
  
  (1)在涂布加工纸里,CMC是很好的涂料保水剂,能改善涂料流平性能,提高涂层质 量,也是辅助胶粘剂,CMC有极好的粘合力,也可以作为润滑剂、增粘剂、颜料分散剂、 增白剂的良好载体等。
  
  (2)在胶版印刷纸、书写纸、证券纸、钞票纸等纸和纸板上,CMC是很优秀的表面施 胶剂,具有很好的成膜性和整膜转移性能,能在纸或纸板表面形成很好的封油性和抗油 性,就使用效果比使用聚乙烯醇变性淀粉、其它表面施胶剂施胶后的表面强度提高10%? 20%左右,用量降低30%左右,在提高表面强度的同时改善了纸的吸墨性能,增加了印刷 效果,是一种非常有发展前景的表面施胶剂
  
  (3)CMC在纸的湿部添加可以大幅度提高纸的物理强度,改善成纸匀度,提高印刷性 能。
  
  二、CMC在特种纸的浆内应用除大家很熟悉的普通印刷用纸,涂布印刷纸、书写纸、包装用纸等其它功能用纸及信息用纸或有特种指标和特殊用途的纸应视为特种纸。当然,不同年代、不同国家对特种纸的认定范畴也不尽相同,普通类纸随着外资企业的进入和国内企业的不断发展与造 纸发达国家距离在缩短。而特种纸无论是质量、数量、规模种类上与国外造纸发达国家 还是不能相提并论。造纸原料有商品浆(针叶浆、阔叶浆)、漂白麦草浆、棉浆、竹浆等 等。怎样有效利用造纸原料来生产出好的纸,提高产品质量,降低生产成本,在目前激 烈的市场竞争中是每个企业老总考虑的问题,也是每个造纸工程师研究的课题,那么在 浆内添加少量CMC也许是解决上述问题的一个好办法。
  
  (1)实例一:在钞票纸中浆内添加CMC由于钞票纸要求的强度特高,所以在选择原料上一般用棉纤维及商品木浆。为进 一步提高包括表面强度,裂断长、撕裂度、耐折度、耐破度等。2002年保定钞票纸厂 开始在浆内加入江阴市恒达化工有限公司生产的某型号CMC后,各项指标都有大幅提 高,而且对纸的印刷适性也提高很多,由于该纸的特殊性,有关数据和指标包括工艺 条件等不便公开,所以很抱歉<■但目前浆内添加CMC已形成工艺,在全国钞票纸上正 常使用。
  
  (2)实例二:CMC在山东某特种纸厂生产中的应用该厂使用针叶浆+阔叶浆,有时用针叶浆+漂白麦草浆生产特种纸。随着我国高速 轮转印刷机及高速商品包装机的大量引进,对原纸的质量要求,尤其是纸的抗张强度, 平滑度要求越来越高,否则因纸张的拉力低在高速印刷时很容易断头,导致“塞车” 等毛病,当环境湿度大时,纸的拉力格外低,严重影响客户使用,为提高纸张拉力, 常用方法是提高针叶浆的配比,提高打浆叩解度或降低填料的添加量,而这样就带来 了纸的匀度差,平整度差,能耗、浆耗高的弊端,为解决这个难题,该厂于2002年使 用江阴市恒达化工有限公司的造纸专用CMC, —举成功并长期使用,所用CMC型号为 NX-400。
  
  生产使用条件:纸机2400/180长网多缸纸机生产纸种30g/m245g/ra2工业特种纸纤维配比:(1)针叶浆+阔叶浆(2)针叶衆+漂白麦草浆CMC加入方式:连续添加CMC加入地点:压力筛之后加入数量:2. 5?3. 5kg/吨纸生产实际使用效果:在浆内添加CMC后成纸的抗张强度得到明显提高,并且成纸灰份也提高了 2. 5? 3.5%,成纸的平滑度、印刷性及平整度得到显着改善。由于CMC其化学稳定性很好, 浆内加入量不大,所以对混合浆的叩解度、成纸千燥等不会有影响,具体生产检测数 据如下:30g/m245g/m2未加CMC加入CMC未加CMC加入CMC纤维配比针叶浆+阔叶浆针叶浆+自制漂白麦草浆定量g/m230.230.2545.445.0正面平滑度S1251562303101. 741.962.583.14成纸灰份 %12.014.514.017.5不透明度 %73758086水 份 %5.14.95.55.3从实测的数据看,在原料结构及纸机生产条件未变的情况下,成纸的抗张强度、平 滑度、灰份均有了大幅度的提高,尤其是成纸灰份在抗张强度提高了 15?20%的情况下, 灰份还提高了 2_ 5?3. 5%,由于灰份的提高,不透明度也提高了 5%左右。
  
  注意事项:1、由于CMC的阴性电荷比较强,在生产线上添加点及加入方式尽量在靠近流浆箱处 加入,并且采用连续添加的方式。
  
  2、CMC与阳离子淀粉配合使用,比单独使用CMC效果要好,阳离子淀粉的用量在0.3? 0.5% (对绝干浆)之间。
  
  3、添加CMC后,混合浆的叩解度虽然没有大的变化,但网部的脱水速度略有放慢。 需要适当加大网部真空吸水箱的真空度。
  
  4、经济效益:在浆内添加后,吨纸成本增加约72元/(CMC成本:3kgX20元/kg=60 元/吨纸,阳离子淀粉:3kgX4元/kg=12元/吨纸合计:72元/吨纸)。但是,在抗张 强度及不透明度提高了 20%的情况下,成纸的灰份提高了 2.5?3. 5%,吨纸成本下降了 25kg?35kg,吨纸纤维节约按30kg计算,吨纸成本下降30kgX5元/kg=150元/。两者 相抵吨纸实际成本下降150元-72元=78元/。经济效益十分可观。
  
  其它要求强度或指标特高的如新型饰面原纸等特种纸在浆内添加CMC都得到了成功 的应用,在此就不一一例举了。
  
  三、结束语CMC作为特种纸的湿部添加剂,其性能得以充分肯定,其它普通纸如上海的某外资企 业新闻纸纸机上浆内添加少量CMC后,其匀度、强度得到了改善,困扰该企业的印刷掉 毛现象彻底解决了。在铜板原纸、书写纸等纸上,理论上讲只要是想提高纸的强度、匀 度又想提高灰份降低成本,或者增加自制浆的比例,降低商品浆的用量,达到降低成本的目的,不妨试用CMC来作为浆内添加剂,从而达到理想的效果,我们相信通过造纸工 程师们对CMC的不断认识和应用,CMC会在造纸工业中起到非凡的作用。
  
  由于本人对造纸相关知识的缺乏,上述有不当或错误之处还望指正和谅解。
 
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