造纸是我国的四大发明之一,但是,你知道吗?随着科技水平的提高,有一种药剂在现代造纸工艺中发挥着不可替代的作用,它就是聚丙烯酰胺(PAM)。
造纸用聚丙烯酰胺一般为白色颗粒状固体或白色粉末。无特殊气味,无毒。造纸用聚丙烯酰胺干燥情况下,颗粒分散,且无粘性。聚丙烯酰胺在造纸工艺中具体用途如下:
1、作为分散剂
PAM能促进长纤维在抄纸时的分散,增加纸浆悬浮液的稳定性及填料和颜料的黏结性,从而改进纸料成形,使纸张柔软,起皱均匀等。具体作用为:
(1)增加水溶液黏度,使纸料具有较好的悬浮性而不过快沉降;
(2)可吸附在纤维表面,形成一层滑而不黏的水膜,阻止纤维絮聚。
2、作为增干强剂
PAM可作为增干强剂来明显提高纸的耐破度、耐折度、抗张强度等物理性能,其作用机理为:高分子链上的活性酰胺基团和纤维上的羟基产生强的分子间作用力和氢键结合;当PAM含有阴离子基团时,其可通过AL等和纤维形成配位键结合;也是纤维的高效分散剂,使纤维分布更均匀,纤维间及纤维与高分子问的结合点增多,从而提高干强度。
3、作为湿增强剂
PAM作为湿增强剂时,其能在纤维界面上能形成交联网络,而共价交联网络具有不溶的性质,在水中只能发生溶胀作用,即吸收一定量的水分后仅使分子链扩张,而纤维与纤维的分离(强度破坏)则不易发生。在碱性条件下,PAM和乙二醛能发生交联反应,产物可作湿增强剂;在酸性和中性条件下,可以混合物形式存在。
4、作为助留剂
通过胶体吸附和机械截留,使胶体悬浮液中疏水性的细小组分产生聚集,留着在湿纸幅上。PAM是目前最常用的助留剂,包括NPAM、APAM、CPAM及其它改性产品。NPAM适用的PH值为4-7;CPAM在PH值为4-8范围内均可使用,其是通过与纤维和填料形成静电吸附使之留着,同时也可通过桥连作用与纤维结合而很快产生絮凝:在阳离子度在50%和阴离子度为5%时,助留、助滤效果最佳。
5、作为助滤剂
中等分子量和中等电荷密度的CPAM是常用的较佳助滤剂,其能吸附于各种粒子和纤维的表面,降低和中和纤维填料表面的电荷,破坏充满在纤维和填料中定向排列的大分子结构,从而使水容易滤出;同时,助滤剂的加入使浆料的电位向等电点靠近,减少了粒子与粒子及与纤维问的排斥力,从而容易形成桥连,产生较好的助滤作用。NPAM一般不单独作为助滤剂使用,原因是其与纤维带有相同的电荷(负电荷),导致粒子与纤维间相互排斥力加大,滤水性能下降,故一般将高分子量、低电荷密度NPAM和阳离子聚合物配合使用。
6、作为絮凝剂
造纸废水是工业废水的主要来源,包括蒸煮废液(造纸黑水)、中段废水、抄纸多余白水。高相对分子质量PAM通常与无机絮凝剂复合使用在造纸废水的一级处理过程中,通过化学键合力和分子间力以及架桥作用使废水中的杂质沉聚。在白水处理中,由于其一般带负电荷,故可通过CPAM的电性中和作用使粒子间排斥力降低,形成大颗粒而沉降。另外,常使用APAM和NPAM来提高化学处理废水所得污泥的脱水过程,CPAM和NPAM用于生化处理废水所得的活性污泥脱水。