摘要：本文论述了阳离子分散松香胶专用乳化剂的现状、乳化剂的选择，以及用于阳离子胶的高分子阳离子表面活性剂的制备，阳离子分散松香胶、乳化剂的配方、制备工艺等。

 一、工业表面活性剂综述

    我国表面活性剂开发始于20世纪50年代，最早开发成功的是非离子表面活性剂，其后开发出阴离子ABS表面活性剂，1960年开发生产了国内第一个阳离子表面活性剂，1978年生产出第一个两性表面活性剂BS-12，从此我国进入能生产各种表面活性剂行列。目前我国已生产有各种表面活性剂近2000个品种，生产企业2300多个，为国内工业及民用提供了大量的原料保障，然而和发达国家相比却相差甚远，品种尚不及日本的1/4，产量仅为日本的1/3，而一些特殊、特种表面活性剂则是少之又少，严重制约了其应用领域的发展。

    阳离子表面活性剂的品种更是少得可怜，除纺织印染上使用的几个品种外，其它特殊用途的几乎没有，高分子阳离子表面活性剂更是空白，而这些特殊表面活性剂一旦用途得以开发，其应用前景则是非常广阔，造纸行业所用阳离子分散松香胶专用阳离子乳化剂目前国内只能依靠进口，而仅此一个品种每年需求量就可达3万吨之多，因此研究和开发该类表面活性剂就成为当务之急，本文就有关该类表面活性剂开发和研制分别作一阐述，以期能抛砖引玉推动阳离子分散松香胶的发展。

 二、阳离子分散松香胶的制备特性以及对乳化剂的特殊要求

    松香作为施胶剂沿用了近二百年，在此过程中人们总是千方百计的改变其性能和形态，从而适应各种纸张施胶和降低用量的要求，近几年主要集中在分散松香胶的改性及阳离子化上，以便使用量更少，适应上网PH值更高，硫酸铝用量更低。松香阳离子化有其很大优点，它能和自身带负电荷的纤维实现自我留着，用量极少就可达到施胶要求，其用量只有阴离子胶的1/2，硫酸铝用量也仅有阴离子胶的1/3到1/2。然而如此优秀的胶种却难以发展，究其原因主要是一设备投资大，制造困难；二是国内没有适合于该产品的表面活性剂。
  

    阳离子分散松香的制备大致有三种方法：

    其一是高压均质法，该工艺是将松香、改性松香、乳化剂先进行高温预乳化，然后将预乳化产品和稳定剂一起进入高压均质机进行均质处理，从而制得粒度0.3μm，性能稳定的阳离子分散胶，该工艺最大特点是必须高压均质（30～50Mpa）才能保证粒度均匀，产品稳定，但由于该工艺主要靠机械高压“蛮力”，因而在预乳化时对乳化剂的要求相对较低，乳化剂的选择范围较宽，故可选择泡沫低、成本低，兼具有其它功能的表面活性剂作乳化剂，且乳化剂用量可以极少，其分散力主要靠机械“蛮力”，当松香一旦分散后其便以高分子阳离子聚合物作稳定剂来稳定这一粒度，使颗粒不重新聚集，保证粒度稳定，产品稳定，而添加的稳定剂可以不是表面活性剂，因而不会降低抗水性，不会起泡，同时稳定剂又是施胶剂、增强剂和助留剂。从而提高阳离子分散松香胶的各方面性能。该工艺设备投资较大，生产条件苛刻，国内一般中小助剂厂难以上马。
    其二是阴离子转型法，该工艺是先用阴离子乳化剂制备出性能稳定的阴离子分散松香胶，再添加一定的阳离子“过渡剂”如阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺，然后在强烈搅拌下将松香胶加到阳离子化剂中，从而转相型为阳离子分散松香胶，该工艺设备投资少，操作容易，但所得产品质量不够稳定，成本较高，使用效果稍差，竞争力小，故目前在国内也难以推广。
    其三是常压逆转工艺，一步法直接制备阳离子分散松香胶，该工艺不需要高压设备，工艺过程和阴离子分散胶基本一样，但制得的分散松香胶却是性能稳定、粒度均匀的阳离子型，该工艺最大的难点就在于乳化剂的选择。由于国内阳离子表面活性剂品种有限，成本较高，故很难找到一种合适的乳化剂。可否另辟蹊径，根据松香HLB值来合成一种兼具有乳化和施胶共同性能的表面活性剂就成了该工艺可否实施的关键。

三、阳离子分散松香专用乳化剂的选择

    目前国内常用的阳离子表面活性剂主要是季铵盐类，咪唑啉类、吗啉类、吡啶类品种和产量则极少，价格极高，没有商品化意义，而季铵盐类阳离子表面活性剂一般价格在20000～40000元/吨。根据工艺和成本我们选择了氯化十二烷基二甲基苄基铵（1227、洁尔灭）、溴代十二烷基二甲基苄基铵（新洁尔灭）、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、氯化二甲基双十八烷基铵等进行乳化实验，结果都不十分理想，然后利用这些基础表面活性剂进行复配，再进行乳化实验，效果仍不理想，最后进行和非离子表面活性剂（如壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚等）进行复配，实验表明效果有所提高，但仍不理想，经检索国外相关资料拟采用高分子阳离子表面活性剂作乳化剂，然而国内该类乳化剂却几乎没有生产，联系国外有关厂商，报价太高无法应用，最后决定自己合成阳离子高分子表面活性剂。
    众所周知松香是一种由多种带有环状的有机羧酸组成，并含有不饱和键，不饱和键易发生加成反应，从而可制得各种改性松香，而一般制备分散松香都是使用普通松香和改性松香混合再进行乳化，由于松香中羧基的存在，因此利用阴离子表面活性剂可以很容易将其乳化并保持其性能稳定，相反由于羧基在水中可部分电离，如使用阳离子乳化剂乳化时，电离的部分松香很容易和阳离子乳化剂结合形成沉淀物，破坏了原有的电离平衡，使平衡向电离方向移动，最终使整个体系沉淀，因而制备难度极大，要想使松香被乳化，不和阳离子乳化剂生成沉淀，就需选择一种特殊的乳化剂，而高分子乳化剂正适应了这一特点，可以根据需要设计高分子结构，使之与松香结合而不沉淀。
    根据松香结构选用苯乙烯、甲基苯乙烯作为高分子亲油基团，选择丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯作为过渡基团，选择二甲基二烯丙基氯化铵作为亲水基团，选用铵甲基化丙烯酰胺作施胶增强剂（同时亦作为羧基抗沉淀剂），过硫酸铵为引发剂进行乳液共聚，调节分子量制得一系列的高分子阳离子表面活性剂，将该类表面活性剂用于松香乳化，最后确定分子量在100万左右的高分子阳离子表面活性剂乳化性能最好。
    经过反复实验，为降低成本将高分子阳离子表面活性剂（X-33）和溴代烷基季铵盐（Y-20）进行复配，获得极佳乳化效果，后又根据阴阳离子表面活性剂增效理论选择一种阴离子表面活性剂和上述表面活性剂混配，发现不仅不产生沉淀，且可大大降低活性体系的表面张力，降低乳化所用活性剂量，从而找到最佳乳化配方。
    高分子表面活性剂（X-33）3份，季铵盐表面活性剂（Y-20）2份，阴离子增效活性剂（Z-403）0.1份组成乳化体系，利用该体系可轻松制备阳离子分散松香胶。

四、利用逆转常压工艺制备阳离子分散松香胶

    工艺：将松香、马来松香、改性松香熔化备用，将X-33、Y-20混合均匀加热到80℃，再加入Z-403混合均匀，将乳化剂慢慢加入到乳化釜已熔好松香中，边加边搅，搅拌速度约300～600rpm/min，加完乳化剂再加入已加热的去离子水，随着水的加入物料变粘，开始转相，转相结束冷却，冷却结束，将稳定剂加入反应釜搅拌均匀，再经超声波匀化处理即可得产品。

五、结论
    新型高分子表面活性剂是制备阳离子分散松香胶的关键，该工艺制备的阳离子分散胶粒度比高压均质工艺细，性能稳定，成本比高压工艺低，施胶效果比高压均质工艺好，生产过程易于操作，设备投资小，效率高。