精细化学品化学四章节造纸化学品.ppt

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1、精细化学品化学,教材:精细化学品化学主编:周立国 段洪东 刘伟化学工业出版社,第四章 造纸化学品,第一节 概 述,第四章 造纸化学品,龟甲、兽骨,陶器,青铜器,简牍(竹木简),天下之事无大小皆决于上。上至以衡石量书,日夜有呈,不中呈不得休息。史记,笨重,学富五车,帛书,昂贵,西汉早期麻纸(甘肃放马滩出土),西汉前期,人们从“积漂絮成絮片”中得到启示,发明了纸,2.纸的发明,(质脆、书写不流畅),公元105年,蔡伦改进造纸术。他用树皮、麻头、破布和旧鱼网做造纸原料,扩大了原料来源,降低了造纸的成本,同时又提高了纸的产量和质量。从此,纸逐步取代竹木简和帛。为纪念蔡伦的功绩,人们把这种纸叫作“蔡侯纸

2、”。,3.蔡伦改进造纸术,一些文明古国使用的书写材料,4、造纸术的传播与贡献,易发脆断裂、难保存,太贵,笨重,难保存,造纸术是我国的四大发明之一,由我国传遍世界,促进了文化的交流和教育的普及,深刻地影响了世界文明的发展进程,是中华民族对世界科学文化的一项重大贡献。,造纸术的贡献,纸是一种特殊的材料纸是由纤维(包括植物纤维和非植物纤维)和非纤维添加物交织而成的多孔性网状结构薄型材料。,据研究,一张普通的A4打印纸,大致由2500万根左右的植物纤维构成。,制 浆,打 浆,抄 纸,涂 布,纸,纸的形成,制 浆,由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的过程。主要可分为机械法、化学法和化学机械法,分别制得机械

3、纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆。,打 浆,是利用机械作用处理悬浮于水中的纸浆纤维,使其具有适应在造纸机上生产所要求的特性,并使所生产的纸张能达到预期质量的操作过程。,抄 纸,纤维悬浮液,涂 布,将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸、布、塑料薄膜上制得复合材料(膜)的方法。,“软钢板”。反映国力和文化发展水平。是“朝阳工业”,而不是“夕阳工业”。国际上认为是六大支柱产业之一。,造纸工业在国民经济中的地位,产量:(万吨)1992年:美国 加拿大 中国 日本 纸浆 5928 2284 1198 1120 纸及纸板 7472 1659 1725 28322004年 纸浆 5359 2641 1

4、418 1072 纸及纸板 8340 2046 4950 3089,国内外造纸工业的现状,人均纸和纸板消耗量13.7kg 1998年纸及纸板 产量2144万吨,人均纸和纸板消耗量26.2kg;美国336.5kg,日本237.1kg。2004年纸和纸板人均消费量前名的国家统计卢森堡 345.7 比利时 337.9 美国 312.0 芬摩纳哥 277.7,、污染严重:造纸工业废水是我国最大的工业污染之一,每年造纸中段水的排放量30多亿m3,相当于全国废水排放总量的1/6;、用水量大:我国 造纸企业一般为200300 m3/t,用水少的为100150 m3/t。世界上最低纪录:50 m3/t。,存在

5、的问题:,造纸工业的发展趋势前景,潜力巨大;能源、资源、环保;用途增加;特殊功能;规模化,专用化。,造纸机是向大型化、高速化方向发展:抄宽9.68m,车速1200m/min。朝着车速更高、动力消耗更少,生产纸张质量更好的夹网纸机发展。为了节约和充分利用纤维原料,向薄型化、轻量化方向发展,生产薄型、低定量纸张。,助 剂,第二节 制浆化学品,制浆过程是将大块的植物原料分散成纤维素分散胶体的过程。1.机械法 2.化学法 3.其他方法,碱法亚硫酸盐法硫酸盐法氯碱法,微生物制浆有机溶剂法制浆爆破法制浆,在制纸浆过程中,能辅助蒸煮剂提高蒸煮效率的化学药品。可加快脱木素速度,缩短蒸煮时间,制浆速度快,耗能小

6、,碱和漂白化学品用量小,纤维得率高,减少废液负荷,环境污染小。无臭。,1 蒸煮助剂,主要的无机蒸煮助剂,多硫化钠,亚硫酸钠,硼氢化钠,连二亚硫酸钠,主要的有机蒸煮助剂,蒽醌及其衍生物,硝基蒽醌,2 漂白助剂,通过各种浆料方法生产出来的浆料,由于浆料中存在木素和其他有色物质,故都呈褐色至淡黄色不等。蒸煮或磨碎后没有经过漂白的浆料称为本色浆,若生产色泽洁白的纸或色纸,必须漂白。漂白过程中,尽量除去色素的同时,还应尽量减少漂白时对纤维素和半纤维素的损伤,以生产出质量好、白度稳定的浆料。,莎草纸,3 废纸脱墨剂,再生纸是以废纸做原料,将其打碎、去色制浆经过多种工序加工生产出来的纸张。其原料的80%来源

7、于回收的废纸,因而被誉为低能耗、轻污染的环保型用纸。城市废纸多种多样,以不同类别的废纸为原料再制成不同的再生复印纸、再生包装纸等。,1 表面张力2 界面膜的性质3 表面张力的修复作用4 表面电荷5 泡内气体的扩散,1 降低局部表面张力,2 破坏界面膜的弹性 使其失去自动修复作用,3 降低膜黏度,4 固体颗粒,总之:液膜的强度最重要。,4 消泡剂,5 废液治理剂,絮凝剂,生物处理剂,助 剂,第三节 抄纸化学品,添料是指纸浆中加入非纤维性的物质;在纸浆中加入添料,改变纸张的性质,更好的满足使用的需要,这一生产过程称为加添。目的:1 提高纸的质量和功能;2 提高效率、减少流失、降低成本。,植物纤维纸

8、中,纤维本身和纤维之间存在许多毛细孔,有相当大的吸水性。在它们上面书写,墨水会很快扩散开来,使字迹模糊不清,即“洇水”现象。在纸浆中加入某种助剂,它能在纤维表面形成疏水层,从而降低水渗透进毛细管的速度,这个过程称为施胶,所加的助剂称为施胶剂。,1 施 胶 剂,施胶方法:纸内施胶或内部施胶 纸面施胶或表面施胶1)纸内施胶:在纸浆中加入施胶剂,再抄成具有增液性能的纸和纸板施胶的主要方法。2)纸面施胶:在纸的表面浸入施胶剂,以取得增液性能。3)双重施胶:纸料内和纸面上均进行施胶。,造纸上常用的施胶剂大约有四大类:1 植物胶料:松香,淀粉。2 动物胶料:包括骨胶、皮胶、干酪素。3 矿物胶料:指的是水玻

9、璃、石蜡等。4 合成胶料:如甲醛树脂、聚乙烯醇等。,2 增 强 剂,在纸浆中加用适当的添加剂,来提高纸张的(物理质量)强度,改进纸张的耐磨性、挺度和掉毛、掉粉现象,提高纸张的施胶度。,增强方法:桨内添加增强剂 抄纸时添加表面增强剂,增强效果:增干强剂 增湿强剂,3 助流剂、助滤剂,助留剂:用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率;主要用阳离子型高分子聚合物:聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺。用量少,效率高,经济效益好。助滤剂:使细小纤维和填料与纤维絮凝,一方面提高细料的留着率,而同时加快了滤水速率。,助 剂,第四节 涂布加工化学品,将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸、布、塑料薄膜上制得复合材料(膜)的方法。,涂 布,涂布胶黏剂,涂布颜料分散剂涂布消泡剂、阻泡剂,防腐剂、防霉剂憎水剂、防水剂,助 剂,第五节 其他造纸用化学品,1 荧光增白剂2阻燃剂3毛毯清洗剂4分散松香乳化剂,5抗静电剂6柔软剂7再湿剂、渗透剂8微胶囊,三联无碳复写纸收据,

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