微細(xì)膠粘物的形態(tài)變化

劉軍鈦

（深圳市三力星實(shí)業(yè)有限公司，廣東 深圳 518034）

微細(xì)膠粘物的形態(tài)變化

劉軍鈦

（深圳市三力星實(shí)業(yè)有限公司，廣東 深圳 518034）

紙漿中的微細(xì)膠粘物是造成紙機(jī)膠粘物問題的主要原因，控制膠粘物問題需要降低微細(xì)膠粘物的數(shù)量，并防止其粒徑變大。該文利用流式細(xì)胞術(shù)研究了廢紙?jiān)旒埾到y(tǒng)中微細(xì)膠粘物的形態(tài)變化。研究表明，使用膨潤土和定著劑都可以降低紙漿中微細(xì)膠粘物的濃度；不同的是，前者同時(shí)降低膠粘物粒子的粒徑，而后者則可能造成粒徑變大。

膠粘物；流式細(xì)胞術(shù)；膨潤土；定著劑

膠粘物是造紙過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，隨著大量使用廢紙和機(jī)械漿，膠粘物問題日趨嚴(yán)重。為了在造紙過程中有效地降低膠粘物造成的危害，有必要弄清楚膠粘物的形成和防治過程。

1 膠粘物形成機(jī)理

目前廣泛接受的理論認(rèn)為，紙機(jī)膠粘物來源于紙漿中帶有黏性的物質(zhì)，例如：樹脂、油墨、熱熔膠、黏合劑、涂布膠乳等[1]。在碎漿和打漿時(shí)，這些物質(zhì)會從漿板、廢紙或損紙上被分離出來，以微細(xì)膠體粒子形態(tài)分散在漿水體系中。在紙漿的流送過程中，這些微細(xì)膠粘物受到溫度及pH變化、紙漿混合、濕部化學(xué)品等影響，失穩(wěn)而聚集，形成較大的膠粘物顆粒，在紙機(jī)機(jī)件及網(wǎng)毯表面沉積，最終造成膠粘物問題[2]。

根據(jù)這一理論，控制膠粘物最好的方法就是減少紙漿中微細(xì)膠粘物的數(shù)量，同時(shí)防止它們聚集（即阻止膠體粒子的粒徑變大）。最常用的控制方法是定著和除粘[3]。定著——使用定著劑將微細(xì)膠粘物定著在纖維上，從而帶出紙機(jī)系統(tǒng)；除粘——加入滑石粉或膨潤土，吸附微細(xì)膠粘物，并降低它們的沉積趨勢。

在紙機(jī)系統(tǒng)中，微細(xì)膠粘物的形態(tài)和數(shù)量如何變化？應(yīng)用以上化學(xué)控制方法后，情況又會發(fā)生怎樣變化？這些都是膠粘物控制中急需搞清楚的問題。因?yàn)闇y定手段上的限制，以往這方面的研究都是采用電荷、濁度或組分測定等間接方法，本文利用流式細(xì)胞術(shù)對此進(jìn)行了直接研究。

2 流式細(xì)胞術(shù)

流式細(xì)胞術(shù)（flow cytometry）是細(xì)胞在流動狀態(tài)下的檢測技術(shù)，廣泛用于生物學(xué)及醫(yī)學(xué)研究，近年來被用來檢測紙漿體系中的膠體粒子。流式細(xì)胞術(shù)以流式細(xì)胞儀（flow cytometer）為測定手段，后者用一定波長的激光激發(fā)流體中經(jīng)過染色的單個(gè)粒子，從而可以直接測定紙漿及白水中膠體粒子的粒徑和濃度[4]。

測定時(shí)，取待測紙漿或在紙漿中加入相關(guān)化學(xué)品，用 200 μm濾網(wǎng)過濾紙漿，然后在濾液中加入熒光染料和標(biāo)準(zhǔn)粒子，混勻，最后上機(jī)測定。

3 微細(xì)膠粘物的變化情況

本研究所用的紙漿為全廢紙漿，取自亞太區(qū)某大型新聞紙廠。

3.1 紙機(jī)系統(tǒng)

從紙機(jī)系統(tǒng)的重點(diǎn)部位取漿樣進(jìn)行測定，結(jié)果見圖1。

圖1 紙機(jī)系統(tǒng)中微細(xì)膠粘物的變化情況

由圖1可以看出，從廢紙漿池到紙機(jī)流漿箱，微細(xì)膠粘物始終存在。在所測定的樣品中：（1）廢紙漿池的微細(xì)膠粘物濃度最高，粒徑最小，說明大量的微細(xì)膠粘物從廢紙上被分離出來，尚未發(fā)生明顯聚集；（2）在隨后的流送過程中，脫墨、篩選等工藝將部分微細(xì)膠粘物去除，同時(shí)也有許多微細(xì)膠粘物回吸到紙漿纖維上，所以微細(xì)膠粘物濃度逐漸下降。但是，微細(xì)膠粘物的粒徑明顯增大，說明微細(xì)膠粘物不斷聚集，成為更大的顆粒；（3）白水中微細(xì)膠粘物的濃度大幅升高，說明有大量的微細(xì)膠粘物在白水系統(tǒng)中循環(huán)。

根據(jù)以上測定結(jié)果，如果使用定著或除粘處理時(shí)，相關(guān)化學(xué)品的加入點(diǎn)應(yīng)選在微細(xì)膠粘物濃度最高的地方，即混合漿池之前的地點(diǎn)。另外，如果能對白水進(jìn)行針對性處理，也會十分有利于膠粘物控制。

3.2 膨潤土的作用

膨潤土為天然無機(jī)粉末，經(jīng)過化學(xué)改性的膨潤土具有良好的親水性、潤脹性和吸附性，在抄紙過程中主要用于膠粘物控制和助留助濾。與滑石粉相比，膨潤土的比表面積和親水性更好，控制膠粘物的性價(jià)比也更高。

取濃漿，加入膨潤土，然后測定，結(jié)果見圖2。

圖2 膨潤土的作用

從圖2可見，加入膨潤土后，紙漿中微細(xì)膠粘物的濃度及粒徑均有顯著下降，說明膨潤土除了以粉末包覆方式降低膠粘物顆粒的黏性以外，還可以有效地控制微細(xì)膠粘物的形態(tài)，減少它們造成膠粘物問題的機(jī)會。

3.3 定著劑的作用

定著劑是強(qiáng)陽電性、低相對分子質(zhì)量的有機(jī)聚合物，抄紙使用的定著劑以聚胺類產(chǎn)品為主。

取濃漿，加入聚胺類定著劑，然后測定，結(jié)果見圖3。

圖3 定著劑的作用

從圖3可以看出，定著劑去除微細(xì)膠粘物的作用十分明顯。加入定著劑后，紙漿中微細(xì)膠粘物的濃度大幅降低，但是粒徑卻增加。

比較圖2和圖3可以看出，膨潤土和定著劑雖然都能控制膠粘物，但它們的機(jī)理有所不同。膨潤土為惰性化學(xué)品，通過吸附作用去除微細(xì)膠粘物，同時(shí)防止粒子聚集；而定著劑具有很強(qiáng)的陽電性，通過絮凝作用去除微細(xì)膠粘物，而這種作用會導(dǎo)致粒子聚集，粒徑增大。

在另一實(shí)驗(yàn)中，比較了同類但相對分子質(zhì)量不同的定著劑，結(jié)果見表1。

表1 相對分子質(zhì)量對定著劑處理效果的影響

由表1可看出，提高定著劑的相對分子質(zhì)量有助于去除紙漿中的微細(xì)膠粘物，但同時(shí)也會強(qiáng)化粒子的聚集行為。顯然，定著劑控制膠粘物的最終效果取決于微細(xì)膠粘物濃度降低和粒徑增大的相對程度。

在實(shí)際應(yīng)用中，特別是在紙漿膠粘物含量較多的情況下，正確選擇加入點(diǎn)和限制定著劑的絮凝效果至關(guān)重要。提高定著劑的相對分子質(zhì)量或過量添加，雖然可以獲得更好的定著效果，但很容易造成膠粘物聚集，從而抵消定著劑去除微細(xì)膠粘物的良好效果。

4 結(jié)語

根據(jù)以上研究結(jié)果，可以得出以下結(jié)論。

（1）在紙漿的流送過程中，紙漿中的微細(xì)膠粘物濃度逐漸下降，但粒徑逐漸增大。因此，采用定著或除粘法控制膠粘物時(shí)，化學(xué)品的最佳加入點(diǎn)是濃漿及白水中。

（2）在紙漿中加入有機(jī)定著劑或膨潤土都可以有效地降低微細(xì)膠粘物的濃度。不同的是，前者會同時(shí)減小粒徑，而后者則可能導(dǎo)致粒徑增大。

以上結(jié)論對于利用化學(xué)方法控制膠粘物具有一定的指導(dǎo)意義。

［1］陳嘉翔.廢紙回用時(shí)發(fā)生膠粘物問題的來龍去脈［J］.中華紙業(yè)，2003，24（9）：53-56.

［2］Bruno Carre，Josiane Brun，Gerard Galland.The incidence of the destabilisation of the pulp suspension on the deposition of secondary stickies［C］.Munich：7th PTS Deinking Symposium，1996.

［3］萬金泉，馬邕文.廢紙?jiān)旒埣捌湮廴究刂疲跰］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2004.

［4］劉軍鈦.介紹兩件濕部化學(xué)測量儀器［J］.中華紙業(yè)，2007，28（S 2）：25-26.

Changes in the Form of Micro Stickies

LIU Jun-tai
（Shenzhen San LiXing Industry Co.，Ltd.， Shenzhen 518034，China）

Paper machine stickies problems mainly result from micro stickies in the pulp suspension.Good stickies control requires to decrease the amount of the micro stickies，and to inhibit the increase of their particle sizes.This paper studied the changes in the form of micro stickies in the papermaking process by flow cytometry.The study showed that the concentration of micro stickies was reduced with addition of either bentonite or fixatives in pulp.However，bentonite could decrease the particle sizes of stikies at the same time，while fixatives may cause an increase in the particle sizes.

stickies； flow cytometry；bentonite； fixative

TS724

A

1007-2225（2012）01-0010-03

2011-11-22（修回）

劉軍鈦先生（1960-），博士；長期從事助留劑的研發(fā)和應(yīng)用工作，創(chuàng)建國內(nèi)首家造紙助留劑專業(yè)網(wǎng)站“助留專家網(wǎng) www.retention.hk”；電話：0135-10080605。

本文文獻(xiàn)格式：劉軍鈦.微細(xì)膠粘物的形態(tài)變化[J].造紙化學(xué)品，2012，24（1）∶10-12.