无水硫酸铝在造纸工业中有哪些具体应用?
发布时间:
2022-07-07
无水硫酸铝(Al₂(SO₄)₃)在造纸工业中具有多种关键应用,主要基于其絮凝、施胶、助留助滤及调节 pH 值等特性,具体应用如下:
一、作为施胶剂(Size Agent)
作用:施胶是造纸过程中赋予纸张抗液体渗透能力的关键步骤,无水硫酸铝常用于酸性施胶体系。
原理:与松香胶等施胶剂配合使用时,硫酸铝水解生成带正电荷的氢氧化铝胶体,与带负电荷的松香粒子结合,沉积在纤维表面形成防水膜,提高纸张的抗水性(如印刷纸、包装纸等)。
优势:成本低、工艺成熟,适用于文化用纸、书写纸等对施胶要求中等的纸种。
二、作为絮凝剂(Flocculant)
作用:促进纤维、填料(如高岭土、碳酸钙)及添加剂的聚集,改善纸浆的脱水性能和成形质量。
原理:无水硫酸铝溶于水后解离出 Al³⁺,通过压缩双电层、中和胶体粒子表面的负电荷,使细小纤维和填料颗粒聚集成较大絮团,减少抄纸过程中的纤维流失。
应用场景:
在纸浆制备阶段,提高纤维与填料的留着率(减少原料浪费);
在废水处理中,絮凝废水中的悬浮物,降低 COD(化学需氧量),便于后续净化。
三、作为助留助滤剂(Retention and Drainage Aid)
作用:优化纸浆在抄纸机网部的脱水效率,提高纸张匀度和生产速度。
原理:通过电荷中和与架桥作用,加速纤维和填料的沉降,减少细小颗粒在白水中的流失,同时降低纸浆的黏度,使水分更快滤出。
典型应用:在新闻纸、卫生纸等高速抄纸生产中,配合高分子助留剂(如聚丙烯酰胺)使用,进一步提升效果。
四、调节纸浆 pH 值
作用:无水硫酸铝水解呈酸性(pH≈3.0-5.0),可用于调节纸浆体系的酸碱度,适应酸性施胶或特定工艺需求。
应用场景:
在酸性抄纸工艺中,维持体系酸性环境,确保施胶剂与纤维的反应效率;
部分纸种(如铜版原纸)需控制 pH 值以优化填料分散性和纸张强度。
五、在表面施胶与涂布中的辅助作用
表面施胶:少量添加于表面施胶液中,增强胶料(如淀粉)与纸张表面的结合力,改善纸张的抗水性和印刷适性。
涂布加工:在涂料配方中作为助剂,调节涂料的黏度和流变性,防止颜料颗粒沉降,提升涂布纸的平滑度和光泽度。
六、注意事项与局限性
酸性体系限制:无水硫酸铝仅适用于酸性抄纸工艺(pH<7),在碱性造纸(环保趋势)中逐渐被阳离子淀粉、合成施胶剂等替代。
腐蚀性:长期使用酸性体系易导致设备腐蚀,需配套防腐措施。
留着率与强度平衡:过量添加可能降低纸张的强度(如抗张强度、耐折度),需严格控制用量(通常 0.5%-2.0%,以绝干浆计)。
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