造纸工业是以纤维为原料的化学加工工业,在制浆、漂白、打浆、抄造及成纸后加工这一工艺全过程的各个阶段,均离不开各种化学品的应用。
制浆造纸生产过程中加入的化学品,一类属于基本化工原料,如烧碱、矾土等;另一类则是添加量较少的制浆造纸化学助剂,后者是制浆造纸过程中为了提高纸浆或纸张的某些特性、降低物料消耗和改善操作条件等,向主料中加人的少量化学物质的总称。习惯上也把制浆造纸化学助剂称作造纸化学品。
按造纸工艺过程的不同,造纸化学品可以分为制浆化学品、抄纸化学品和加工纸用化学品三大类。
(1)制浆化学品
蒸煮助剂:用于加快化学制浆蒸煮的速度和得率,常用的一般有蒽醌及醌类衍生物、表面活性剂等。
消泡剂:用于制浆、造纸、涂布等过程的消泡,主要品种有煤袖或乳化煤油类、脂肪酸酯类、低碳醇类、有机硅类、酰胺类等。
脱墨剂:用于废纸回收再制浆过程中的脱墨,可以提高纸浆的白度,消除油墨点等各种杂质,主要由表面活性剂、整合剂、漂白剂、洗涤剂、抗再沉淀剂等组成。
漂白助剂:主要用于纸浆漂白过程,达到提高白度、防止漂白纸浆的返黄等目的,一般品种有氨基磺酸、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、过氧乙酸、防止返黄的羟甲基次磷酸等。
树脂控制剂:用于制浆造纸的整个过程,防止树脂产生沉积,一般品种有表面活性剂、滑石粉、硫酸铝、聚合氯化铝以及聚胺等相对分子质量较低、电荷密度较高的阳离子聚合电解质等。
纸浆防腐剂:以防正制浆造纸过程中出现腐浆等为目的,一般有异噻唑啉酮类、有机卤素类、醛类、阳离子表面活性剂类等。
(2)抄纸化学品
浆内施胶剂:施胶剂添加于纸浆内,以起到施胶作用,一般有松香皂化胶、强化松香胶、分散松香胶(阴离子分散松香胶、阳离子分散松香胶)、AKD与ASA等反应性合成中性施胶剂、石油树脂施胶剂等。
表面施胶剂:用于纸张的表面施胶,以改进纸张表面强度,减轻掉粉、掉毛等现象,主要有改性淀粉类,如氧化淀粉、醋酸淀粉、交联淀粉;改性纤维素类,如羧甲基纤维素;合成高分子类,如聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、苯乙烯马来酸酐共聚物、蜡乳液等;天然高分子类,如壳聚糖、明胶等。
增湿强剂:用于抄造需具有较高湿强度的纸张时使用,一般有三聚氰胺甲醛树脂类、脲醛树脂类、聚酰胺环氧氯丙烷树脂类、双醛淀粉类、乙一醛聚丙烯酰胺类等。
干强剂:用于提高干纸张物理强度,一般有聚丙烯酰胺类,如阴离子、非离子、阳离子和两性的聚丙烯酰胺;淀粉及其改性物,如阳离子淀粉、磷酸酯淀粉、两性淀粉等;聚酰胺类:聚丙烯酸类;天然胶及其改性物,如阳离子瓜尔豆胶、槐胶等;丙烯酰胺接枝淀粉类;壳聚糖及其改性物,如壳聚糖交联阳离子淀粉、壳聚糖交联聚丙烯酰胺、壳聚糖接枝丙烯酰胺等。
助留助滤剂:用于增加填料、细小纤维、以及施胶剂等助剂的留着,一般有矾土;聚二烯丙基二甲基氯化铵;高相对分子质量的聚酰胺(阴离子、阳离子、非离子型等);淀粉改性物,如阳离子淀粉、接枝共聚淀粉;壳聚糖改性物,如壳聚糖接枝丙烯酰胺等:海藻酸钠:阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂等。
纸张柔软剂:用于提高某些纸种的柔软性和手惑,一般有阳离子表面活性剂、两性型表面活性剂、高碳醇、高分子蜡、有机硅高分子、硬脂酸聚乙烯酯等。
纤维分散剂:用于生活用纸的生产,促使纤维均匀分散,使其膨松柔软,一般有聚氧化乙烯、阴离子聚丙烯酰胺、海藻酸钠等。
纸张染料:用于色纸的染色,一般有酸性染料、直接染料、活性染料三类。
荧光增白剂:用于提高纸张的白度和光学性能。
毛毡清洗剂:用于造纸机的压榨毛毡的清洗,一般由阴离子、非离子表面活性剂、助洗剂等组成。
(3)加工纸用化学品
涂布胶乳:一般有天然高分子类,如阿拉伯胶、骨胶、明胶、干酪素、皂胶、豆胶等;改性天然高分子类,如淀粉改性物(羧甲基淀粉、羟乙基淀粉等)、纤维素改性物(羧甲基纤维素等);合成高分子乳液,如丁苯胶乳、丁腈胶乳、聚乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、改性醇酸树脂、聚氨酯等。
涂布助剂:润滑剂,如硬脂酸钙分散液;防腐剂,如异噻唑啉酮、对氯间甲苯;分散剂,如六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠;黏度调节剂,如CMC、碱可溶涨性聚丙烯酸钠等。
其它化学品:防油剂,如有机氟施胶剂;防黏剂,如有机硅等;防水剂,如乳化蜡、乳化聚乙烯蜡等;防锈剂;隔离剂:烘缸防黏剂,如乳化蜡;阻燃剂;显色剂等。
造纸化学品有的能赋予纸张各种特殊的优越性能(如抗水性、抗油性、湿强度、平滑性、印刷适性、柔软性等等),使采用较差的纤维原料生产出更薄、更白、更牢的纸成为可能;有的能使生产过程优化、纸机运行速度提高,甚至大幅度减少环境污染,给造纸工业带来良好的经济效益。