一種新型合成樹脂控制劑的應用

該文介紹了昂高推出的樹脂控制劑的新成員——Cartaspers?PLH溶液，一種具有成本效益的樹脂控制的創新產品。文章介紹了Cartaspers?PLH溶液的作用機理，詳細闡述了Cartaspers?PLH溶液在工廠中的應用實例，并與滑石粉的作用效果進行了對比。

在制漿過程中，樹脂是主要的有機污染物，會降低紙漿從洗滌到干燥整個工藝過程的效率和產能。

滑石粉是最常用的無機物樹脂控制劑，但是滑石粉的使用易導致蒸發器結垢，所以通常在本色漿料洗滌后加入。滑石粉在使用時易揚塵，需要采用專門的分散設備，且需要操作人員的重點關注。此外，過多使用滑石粉會加速設備磨損。

昂高（Archroma）公司推出了一種新型的用于樹脂控制的有機物吸附劑——Cartaspers?PLH溶液。該產品可在無滑石粉情況下消除樹脂障礙，最大限度地降低對其他過程參數的影響。本文詳細介紹了Cartaspers?PLH溶液在工廠中的應用實例，并與滑石粉的作用效果進行對比。

1 Cartaspers?PLH溶液的作用機理

Cartaspers?PLH溶液作為一種液體合成吸附劑控制樹脂，與傳統的吸附劑滑石粉和分散劑相比具有眾多優點。Cartaspers?PLH溶液干燥后不會成膜，且因其具有較高的玻璃化溫度（Tg）而沒有黏性。Cartaspers?PLH顆粒與疏水樹脂顆粒結合，會提高樹脂顆粒的Tg，降低或去除樹脂的黏性，從而使樹脂顆粒具有鈍化特性，阻止樹脂沉積。因為Cartaspers?PLH溶液可以在本色漿洗漿機處添加，所以這些鈍化復合物可以從系統中去除。

圖1所示為Cartaspers?PLH溶液的主要成分。

圖1 Cartaspers?PLH溶液的組成示意圖

圖1中疏水長鏈聚合物與樹脂顆粒結合，聚合物較高的Tg會提高樹脂顆粒的軟化溫度，從而減少樹脂沉積；親水基團使膠體樹脂和聚合物在液相中維持穩定，防止絮聚。

Cartaspers?PLH溶液對非極性（疏水）表面，即樹脂顆粒具有極強的親和力。一旦被吸附，顆粒會變得親水，并帶有少量負電荷，促進分散，防止聚集。聚合物殼體（shell）較高的Tg會提高顆粒的軟化溫度，減少聚集。

Cartaspers?PLH溶液鈍化機理與滑石粉相似，但又存在本質的區別。Cartaspers?PLH顆粒粒徑遠小于滑石粉顆粒，每克絕干產品中含有超過20萬億個顆粒，具有極高的比表面積，用量為滑石粉的1/8～1/10。與滑石粉相比，極小的粒徑和巨大的比表面積意味著更高的效率。膠體樹脂顆粒可完全被Cartaspers?PLH溶液顆粒覆蓋，防止產生任何聚集。

2 工廠應用實例

巴西某制漿廠由于采用封閉循環系統，導致出現樹脂障礙問題，在使用Cartaspers?PLH溶液前工廠的狀況如下:（1）硫酸鹽低固形物蒸煮；（2）卡伯值為 17；（3）100%桉木闊葉木漿；（4）DD 洗漿機；（5）滑石粉用量4.5 kg/t，在氧脫木素之后的EP階段后，分2個添加點加入。

經過廠內實驗室研究，工廠引入Cartaspers?PLH溶液，第1個加入點是在氧脫木素后的壓榨濾液中加入，用量為每噸絕干漿300 g。該濾液用于清洗洗滌段前段中的漿料，調節漿料濃度以適用于氧脫木素反應器前的DD洗漿機。工廠采用逆向洗滌系統，樹脂會進入燃燒爐，然后被帶入蒸發設備，流程如圖2所示。

第2個加入點是在堿處理階段（EP），以保證能夠去除所有殘余的樹脂。此處Cartaspers?PLH溶液用量為每噸絕干漿150 g。

圖2 使用Cartaspers?PLH的制漿工藝流程圖

測定結果顯示，樹脂量明顯降低。圖3和圖4所示為60天內膠體樹脂數量，其中30天用滑石粉處理，另外30天用Cartaspers?PLH溶液處理。

圖3 蒸煮器和第一DD洗漿機中膠體樹脂顆粒數量圖

圖4 壓榨后O2、EP、D段和流漿箱中膠體樹脂顆粒數量圖

制漿廠利用Cartaspers?PLH溶液能夠有效控制樹脂沉積，可以通過控制樹脂膠體數量保證漿料的性能，降低漿料灰分。與滑石粉相比，使用Cartaspers?PLH溶液處理成本降低了25%。

工廠中試試驗結果如下:

（1）實驗室結果表明，用量0.45kg/t的Cartaspers?PLH溶液可以代替用量5.0 kg/t的滑石粉，替代比例為 1∶11；

（2）工廠應用試驗證實，用量為每噸絕干漿450 g Cartaspers?PLH溶液與用量為每噸絕干漿4.5 kg滑石粉效果相當，比例為1∶10。生產質量維持在正常水平；

（3）Cartaspers?PLH溶液能明顯降低樹脂數量、實現工藝優化、降低生產成本。

3 Cartaspers?PLH溶液鈍化工藝的優勢

Cartaspers?PLH 溶液鈍化（passivation）工藝具有如下優勢:

（1）該產品是水基乳液，交貨后即可使用，僅需1臺計量泵，不需要其他的臨時設備和干燥處理系統，可以提供安全、無塵的工作環境。該產品為有機物，不含鋁或其他金屬離子，不會給紙張帶來灰分；

（2）使用該產品替代滑石粉，可以消除滑石粉相關的個人護理行業的健康安全問題，這對于衛生紙、紙巾紙、絨毛漿尤為重要；

（3）每克Cartaspers?PLH溶液中含有超過20萬億個顆粒，因此其具有極高的表面積，僅使用相當于1/8～1/10滑石粉的量即可發揮有效的鈍化作用；

（4）該親水性分子由具有高Tg的疏水聚合物組成，對樹脂具有極強的吸附力；

（5）Cartaspers?PLH顆粒粒徑遠小于樹脂顆粒，會像殼一樣覆蓋在樹脂顆粒表面，消除樹脂顆粒的黏性；同時它可以在系統中的樹脂沉積物表面形成保護層，阻止新的樹脂顆粒進一步絮聚沉積，它不會導致有機物和樹脂沉積物破裂；

（6）該產品具有非摩擦性，不會減少紙機網布的使用壽命；

（7）Cartaspers?PLH溶液用量少，具有經濟性，其用量相當于絕干滑石粉的1/8～1/10，通過工廠實驗室試驗可以確定具體的用量；

（8）Cartaspers?PLH溶液列入BfR推薦XIV和XXXVI，符合FDA CFR第21章第176.170和176.180部分的規定。

總之，與其他鈍化方法相比，Cartaspers?PLH溶液具有上述優勢，能夠提升漿廠效率，改善產品質量，提供安全的工作環境。同時，Cartaspers?PLH溶液用量少，可以降低生產成本。