聚丙烯酰胺在造紙工業(yè)中的主要應(yīng)用有兩種類型,一種是提高填料、顏料等的存留率,以降低原材料的流失和對環(huán)境的污染,一種是提高紙張的強度。
(1)提高顏料等的存留率
聚丙烯酰胺在造紙的網(wǎng)前箱或葉輪泵處加入后,通過聚丙烯酰胺的絮凝作用,使顏料、填料和纖維沉積而減少它們在白水中的流失量。例如,在紙漿中加0.25-0.5%的聚丙烯酰胺后,使紙漿沉降速度增加40-80倍。白水中固體含量降低約66%,紙張灰分增加,白土等填料的存留率提高8-18%。填料存留率可由原來的50-60%提高到80-90%。據(jù)報道,用聚丙烯酰胺后,每噸紙可節(jié)約用漿20公斤,按每噸漿一千元計,每噸紙可節(jié)約20元,而每噸紙用聚丙烯酰胺僅為2-3元(按每噸聚丙烯酰胺一萬元計)。不僅起到增產(chǎn)節(jié)約的作用,還因改進填料、顏料、染料在漿中的分布均勻性而改善了紙的結(jié)構(gòu),延長了銅網(wǎng)的使用壽命,減少了毛毯的堵塞,使紙機易于操作。
(2)提高紙的干強度和濕強度
聚丙烯酰胺可作為紙張和紙卡的于強度添加劑,當(dāng)把聚丙烯酰胺加入紙中時,抗張強度、耐折性、耐破度等一類干強性質(zhì)均得到改進。另外,使用聚丙烯酰胺還可以提高抗撕性和多孔性,改進視覺和印刷性能。
所用的聚丙烯酰胺可以是水解的聚丙烯酰胺,分子量約為25萬左右。國外常用的商品牌號是Accostrength Resin 2386(美國氰胺公司)。它和明礬一起使用,在調(diào)節(jié)pH后能獲得良好的效果。當(dāng)聚丙烯酰胺用于精練操作時,能獲得較高干強度的精練紙漿。
(3)作長纖維抄紙的分散劑
過去,長纖維抄紙都用植物粘液,如刨花楠、董莉、青桐梗及糯葉。目前,這種植物粘液的供應(yīng)受季節(jié)的影響很大,不適應(yīng)造紙工業(yè)機械化生產(chǎn),經(jīng)常因耗用量大而無法滿足供應(yīng)。用聚丙烯酰胺代替植物粘液已經(jīng)在某蠟紙廠獲得了生產(chǎn)應(yīng)用,他們用水解度為20-30%、分子量700萬的聚丙烯酰胺作分散劑,各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),如合格品率、一級品率及紙張物理指標(biāo)(重量、厚度、紫度、斷裂長)、蠟紙技術(shù)指標(biāo)(厚度、耐磨改次數(shù)、耐印墨點)、耐熱性都達到并超過植物膠的水平。每萬張蠟紙可比原來未用聚丙烯酰胺時的工藝節(jié)約4.25-11.71元。一個年產(chǎn)6960萬張蠟紙的造紙廠每年可節(jié)約5-10萬元。并且,由于使用了聚丙烯酰胺,可提高運轉(zhuǎn)率及車速10%。
(4)紙張涂布的顏料粘結(jié)劑
把聚丙烯酰胺和淀粉以1:2的比例混合,作為良好的粘結(jié)劑而用于紙張涂布中。
(5)紙張涂飾劑
聚丙烯酰胺和乙二醛反應(yīng)可以獲得水不溶性,這個性質(zhì)可用于紙張的涂飾中。
造紙工業(yè)所用聚丙烯酰胺,由于使用目的不同,對聚合物的分子量、羧基含量(水解度)的要求也是不同的。一般的規(guī)律是:用作絮凝劑的分子量要盡量高一些,而水解度則要低一些;用作分散劑的則分子量要小一些,羧基含量要高一點;用作干強劑的居于上述兩者之間。