二次纤维回用过程中胶粘物沉积机理及其控制的研究

【摘要】：近年来,废纸的回用受到越来越多的重视。其中大量的脱墨浆在许多新闻纸厂得到广泛的应用。在废纸回用过程中,来自纸张生产、加工和使用过程中引入的各种涂布粘合剂、胶粘剂和油墨粘结料等杂质以及木材中的天然树脂等都在制浆和漂白过程中释放到浆水体系中。这些物质在生产中会形成胶粘物沉积到成形网、压榨部、烘缸表面以及纸张表面上,影响生产效率和产品质量。随着废纸回用量的日益增加,胶粘物问题日益严重。 本文通过对造纸厂胶粘物的分析,确定了胶粘物的根本来源,分别选取了合适的模型物研究胶粘物沉积的各种因素以及胶粘物各组分之间的相互作用,根据所研究的胶粘物的沉积机理,提出胶粘物控制的方法。 对福建南平纸厂网前压力筛处的胶粘物进行分离和分析发现,以聚醋酸乙烯酯和聚丙烯酸酯为代表的人工合成聚合物以及机械浆中的木材树脂是产生胶粘物的根本来源,但它们在胶粘物沉积中的含量只有5%左右。胶粘物沉积中大部是无粘性的碳酸钙和细小纤维,说明碳酸钙等物质会与具有粘性的树脂类物质粘附在一起造成大量沉积物的出现。 以马尾松硫酸盐法制浆的副产物—塔罗油和水分散型聚丙烯酸树脂压敏胶作为胶粘物中的天然树脂组分和人工合成胶粘剂的模型物,研究了影响树脂沉积和胶粘物沉积的各种因素。研究表明,钙离子对树脂沉积有重要影响,钙皂的沉积量不但与生成钙皂的多少有关,还与钙皂在体系中的分散程度有关。纸浆中细小组分对树脂沉积有重要影响。纤维中的细小组分能够吸附更多的树脂/钙皂粒子,阻止了树脂/钙皂粒子之间进一步相互絮聚,降低了它们的粘性。 阳离子聚合物的加入是导致二次胶粘物失稳和沉积的重要原因。阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、阳离子淀粉加入后使二次胶粘物部分失稳时导致较多的沉积,而聚乙烯亚胺(PEI)加入后使二次胶粘物接近完全失稳时沉积最多。过量阳离子聚合物的加入使沉积减少,其原因并非是二次胶粘物重新稳定的结果,而是由于失稳且阳离子化的胶粘物吸附到纤维上的结果。高浓度的钙离子的存在会导致更多的胶粘物沉积。 造纸过程常用的填料重质碳酸钙(重钙)、轻质碳酸钙(轻钙)和滑石粉都会与粘性大的胶粘物一起沉积而导致胶粘物沉积量的增加,特别是在较低的阳离子聚合物加入量下,由于填料和失稳的胶粘物在纤维上的吸附较少而导致胶粘物沉积更加严重。加入填料后,沉积物增加量远远大于沉积物中所含的填料的量。不同的填料对胶粘物沉积的影响不同。在较大的阳离子聚合物加入量下,与滑石粉相比,轻钙加入后产生的胶粘物沉积较少。 通过溶胶物质DCS及溶解物质DS的加入对二次胶粘物模型物的稳定性及沉积性能