一、前言
为了提高纸张的印刷适应性和满足人们对纸性能的要求，造纸工业中除了特殊纸张及生活用纸，几乎所有纸张均需要施胶，以改进其抗拒液体（特别是水）的性能，随着造纸工艺过程中各个工段分工细化，不同的造纸助剂生产厂家在新世纪中更加充满了生机和挑战。以烷基烯酮二聚体、磺基琥珀酸酐为代表的合成施胶剂逐步受到了纸厂的青睐，阳离子分散松香胶在欧美、日等纸厂也在快速推广，而我国是松香生产大国，其中30～40％份额用在造纸工业。为满足国内市场需求和节约资源，河南省道纯化工技术有限公司继首推国内3000吨/年阴离子松香胶工业化之后，又成功推出新型阳离子分散松香胶，为生产高品质的纸张奠定了基础，为我国的造纸工业提供了支持。
二、阳离子分散松香胶
1.阳离子分散松香胶的制备方法
①用电荷密度大的阳离子化试剂对阴离子分散松香胶进行改性。此方法是在传统的阴离子分散松香胶的基础上加入阳离子化剂，在一定温度下搅拌而成，如阳离子聚酰胺、聚胺、阳离子淀粉辅以其它助剂。其工艺过程如下：将阴离子松香胶在搅拌过程中加入阳离子化剂，使混合均匀，补加90℃左右热水至所需浓度，最后成为乳白色均匀分散液。
②采用阳离子表面活性剂添加一定的稳定剂，直接乳化成阳离子分散松香胶，此合成方法关键在于阳离子的配伍，因我国目前阳离子表面活性剂品种较少，而单一的阳离子表面活性剂很难满足要求，即使能做成，因稳定性太差，而无法实现工业化，在国外有专利文献报导，采用自制乳化剂应用于松香的乳化，效果不错，实现了工业化生产。
③自身阳离子化松香胶：以松香与二乙烯二胺、烷基化试剂反应，可得到自身阳离子化的松香胶。而且在较广泛的PH值范围内获得了良好的使用效果。事实证明高分子阳离子树脂如二甲胺基甲基丙酰胺丙烯酸共聚物，二乙基胺基丙基酯丙烯酰胺丙烯酸共聚物等对松香胶有良好的分散效果。
2.阳离子分散胶的性能
①阳离子分散松香胶是一种高稳定性分散系，可直接加水稀释，与其它阳离子高分子共存，如PAE等。
②阳离子松香胶能自行留着于纤维上，有较高的留着率，提高了施胶效率，一般0.3％即能满足要求，对明矾的依赖性较小。
③可在近中性范围内施胶，有助改善纸张理化指标。
④对填料、CaCO3、细小纤维有一定的助留作用。
在现实生产中，每个纸厂都有自己独特的造纸工艺，如浆浓、打浆度、纸机车速、定量等，但各工艺参数均应控制在一定范围内。
三、阳离子分散松香胶与其它化学助剂配伍机理
SPK型胶样稀至1％水乳液，采用宏观电泳法定性测得其电性，实验中采用丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺，以三乙醇胺作引发剂，亚甲基蓝染色依据smolackoski方程计算其电位。
1.对助留剂的选择：纤维素是由大量的葡萄糖单元缩聚而成，并且含有大量的羟基，因部分基团的解离及纤维上杂质使纤维呈现负电性，传统皂胶及阴离子胶通过硫酸铝在纤维上加以留着。事实证明，电解质对阴离子胶留着也符合哈迪—叔尔采规则，聚沉能力随价电数呈现几十倍、甚至几百倍的差异，同价离子则较接近，这种离子与离子的水化半径有关，水化半径增加，则留着能力减弱，而对于阳离子分散体系，对高价金属正离子的依赖性很小，因静电引力而实现在纤维上的留着，同时硫酸铝须在PH值为4.5～5.2之间进行施胶，随着PH升高，Al3＋成为沉淀，为施胶带来障碍，阳离子施胶体系可在近中性（4.5～6.5）条件下使用，少量的阳离子树脂型助留剂，如环氧氯丙烷聚胺树脂的使用使阳离子胶在更广泛的PH范围内使用，少量的Al3＋的存在对纤维上附着的杂质起一定的“中和”作用。
2.与增白剂的配伍：增白剂为强阴离子型，最好在靠近打浆机添加，避免因相互作用而影响彼此的效能。
3.与CaCO3的兼容性：传统的酸性施胶体系一般无法正常使用碳酸钙作填料，碳酸钙在酸性条件下分解放出CO2，同时Ca2＋的存在对反离子有聚沉作用，使松香酸皂无法正常进行均匀留着。在阳离子松香胶系统内，对Al3＋的依赖性小，并能在近中性条件下使用，此时碳酸钙是最“稳定”的，Ca2＋不会吸附到阳电荷的松香粒子表面，因此可避免用碳酸钙等填料带来的问题。在进行碳酸钙加填时，补充0.1％的PAE后，施胶便有明显改善，因在近中性条件下，PAE中氯代醇基活化和季胺化氮原子交联成大分子，使松香粒子能更好地留着，大大提高了施胶效果。
四、结束语
从实验及试用结果得知，阳离子树脂型施胶剂是一种优良的浆内施胶剂，性能稳定，施胶效率高，PH范围广泛，能在近中性条件下使用。总之，阳离子松香胶的研制成功向中性施胶迈出了坚实的一步，随着科技的进步，阳离子松香胶将逐步聚代阴离松香胶，对我国的造纸工艺有更大的现实意义和实用价值。 |