精細化學品化學第四章造紙化學品

1、精細化學品化學,教材:《精細化學品化學》主編：周立國 段洪東 劉偉化學工業(yè)出版社,第四章 造紙化學品,第一節(jié) 概 述,第四章 造紙化學品,龜甲、獸骨,陶器,青銅器,簡牘（竹木簡）,天下之事無大小皆決于上。上至以衡石量書，日夜有呈，不中呈不得休息?！妒酚洝?——笨重,學富五車,帛書,——昂貴,西漢早期麻紙（甘肅放馬灘出土）,西漢前期，人們從“積漂絮成絮片”中得到啟示，發(fā)明了紙,2. 紙的發(fā)明,（質(zhì)脆、書寫不流暢）,公元

2、105年，蔡倫改進造紙術(shù)。他用樹皮、麻頭、破布和舊魚網(wǎng)做造紙原料，擴大了原料來源，降低了造紙的成本，同時又提高了紙的產(chǎn)量和質(zhì)量。從此，紙逐步取代竹木簡和帛。為紀念蔡倫的功績，人們把這種紙叫作“蔡侯紙”。,3. 蔡倫改進造紙術(shù),,一些文明古國使用的書寫材料,4、造紙術(shù)的傳播與貢獻,易發(fā)脆斷裂、難保存,太貴,笨重,難保存,造紙術(shù)是我國的四大發(fā)明之一，由我國傳遍世界，促進了文化的交流和教育的普及，深刻地影響了世界文明的發(fā)展進程，是中華民族對世

3、界科學文化的一項重大貢獻。,造紙術(shù)的貢獻,紙是一種特殊的材料紙是由纖維（包括植物纖維和非植物纖維）和非纖維添加物交織而成的多孔性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)薄型材料。,據(jù)研究，一張普通的A4打印紙，大致由2500萬根左右的植物纖維構(gòu)成。,制 漿,打 漿,抄 紙,涂 布,紙,紙的形成,制 漿,由植物纖維原料分離出纖維而得紙漿的過程。主要可分為機械法、化學法和化學機械法，分別制得機械紙漿、化學紙漿和化學機械紙漿。,打 漿,是利用機械作用處理懸浮于水

4、中的紙漿纖維，使其具有適應(yīng)在造紙機上生產(chǎn)所要求的特性，并使所生產(chǎn)的紙張能達到預期質(zhì)量的操作過程。,抄 紙,纖維懸浮液,涂 布,將糊狀聚合物、熔融態(tài)聚合物或聚合物熔液涂布于紙、布、塑料薄膜上制得復合材料(膜)的方法。,“軟鋼板”。反映國力和文化發(fā)展水平。是“朝陽工業(yè)”，而不是“夕陽工業(yè)”。國際上認為是六大支柱產(chǎn)業(yè)之一。,造紙工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位,產(chǎn)量：（萬噸） 1992年： 美國 加拿大

5、 中國 日本 紙漿 5928 2284 1198 1120 紙及紙板 7472 1659 1725 28322004年 紙漿 5359 2641 1418 1072 紙及紙板 8340 2046 4

6、950 3089,國內(nèi)外造紙工業(yè)的現(xiàn)狀,人均紙和紙板消耗量13.7kg 1998年紙及紙板 產(chǎn)量2144萬噸，人均紙和紙板消耗量26.2kg ;美國336.5kg ，日本237.1kg。2004年紙和紙板人均消費量前５名的國家統(tǒng)計盧森堡 345.7 比利時 337.9 美國 312.0 芬摩納哥 277.7,ａ、污染嚴重：造紙工業(yè)廢水是我國最大的工業(yè)污染之一，每年造紙中段水的排放量30多億m3，相當

7、于全國廢水排放總量的1/6；ｂ、用水量大：我國 造紙企業(yè)一般為200~300 m3/t，用水少的為100~150 m3/t。世界上最低紀錄：50 m3/t。,存在的問題：,造紙工業(yè)的發(fā)展趨勢前景,潛力巨大；能源、資源、環(huán)保；用途增加；特殊功能；規(guī)模化，專用化。,ａ．造紙機是向大型化、高速化方向發(fā)展：抄寬9.68m，車速1200m/min。ｂ．朝著車速更高、動力消耗更少，生產(chǎn)紙張質(zhì)量更好的夾網(wǎng)紙機發(fā)展。ｃ．為了節(jié)約和充分利用

8、纖維原料，向薄型化、輕量化方向發(fā)展，生產(chǎn)薄型、低定量紙張。,助 劑,第二節(jié) 制漿化學品,制漿過程是將大塊的植物原料分散成纖維素分散膠體的過程。1.機械法 2.化學法 3.其他方法,,,堿法亞硫酸鹽法硫酸鹽法氯堿法,微生物制漿有機溶劑法制漿

9、爆破法制漿,在制紙漿過程中，能輔助蒸煮劑提高蒸煮效率的化學藥品。 可加快脫木素速度，縮短蒸煮時間，制漿速度快，耗能小，堿和漂白化學品用量小，纖維得率高，減少廢液負荷，環(huán)境污染小。無臭。,1 蒸煮助劑,主要的無機蒸煮助劑,多硫化鈉,亞硫酸鈉,硼氫化鈉,連二亞硫酸鈉,主要的有機蒸煮助劑,蒽醌及其衍生物,硝基蒽醌,2 漂白助劑,通過各種漿料方法生產(chǎn)出來的漿料，由于漿料中存在木素和其他有色物質(zhì)，故都呈褐色至淡黃色不等。蒸煮或磨碎后沒有

10、經(jīng)過漂白的漿料稱為本色漿，若生產(chǎn)色澤潔白的紙或色紙，必須漂白。漂白過程中，盡量除去色素的同時，還應(yīng)盡量減少漂白時對纖維素和半纖維素的損傷，以生產(chǎn)出質(zhì)量好、白度穩(wěn)定的漿料。,莎草紙,3 廢紙脫墨劑,再生紙是以廢紙做原料，將其打碎、去色制漿經(jīng)過多種工序加工生產(chǎn)出來的紙張。其原料的80%來源于回收的廢紙，因而被譽為低能耗、輕污染的環(huán)保型用紙。城市廢紙多種多樣，以不同類別的廢紙為原料再制成不同的再生復印紙、再生包裝紙等。,1 表面張力2 界面

11、膜的性質(zhì)3 表面張力的修復作用4 表面電荷5 泡內(nèi)氣體的擴散,1 降低局部表面張力,,,2 破壞界面膜的彈性 使其失去自動修復作用,3 降低膜黏度,4 固體顆粒,總之：液膜的強度最重要。,4 消泡劑,5 廢液治理劑,絮凝劑,生物處理劑,助 劑,第三節(jié) 抄紙化學品,添料是指紙漿中加入非纖維性的物質(zhì)； 在紙漿中加入添料，改變紙張的性質(zhì)，更好的滿足使用的需要，這一生產(chǎn)過程稱為加添。 目的： 1

12、提高紙的質(zhì)量和功能； 2 提高效率、減少流失、降低成本。,植物纖維紙中，纖維本身和纖維之間存在許多毛細孔，有相當大的吸水性。在它們上面書寫，墨水會很快擴散開來，使字跡模糊不清 ，即“洇水”現(xiàn)象。在紙漿中加入某種助劑，它能在纖維表面形成疏水層，從而降低水滲透進毛細管的速度，這個過程稱為施膠，所加的助劑稱為施膠劑。,1 施 膠 劑,施膠方法： 紙內(nèi)施膠或內(nèi)部施膠 紙面施膠或表面施膠

13、1）紙內(nèi)施膠：在紙漿中加入施膠劑，再抄成具有增液性能的紙和紙板——施膠的主要方法。2）紙面施膠：在紙的表面浸入施膠劑，以取得增液性能。 3）雙重施膠：紙料內(nèi)和紙面上均進行施膠。,造紙上常用的施膠劑大約有四大類：1 植物膠料：松香，淀粉。2 動物膠料：包括骨膠、皮膠、干酪素。3 礦物膠料：指的是水玻璃、石蠟等。4 合成膠料：如甲醛樹脂、聚乙烯醇等。,,2 增 強 劑,在紙漿中加用適當?shù)奶砑觿?，來提高紙張的（物理質(zhì)量）強度，改進

14、紙張的耐磨性、挺度和掉毛、掉粉現(xiàn)象，提高紙張的施膠度。,增強方法： 槳內(nèi)添加增強劑 抄紙時添加表面增強劑,增強效果： 增干強劑 增濕強劑,3 助流劑、助濾劑,助留劑：用來提高紙料中的細小纖維和填料的留著率；主要用陽離子型高分子聚合物：聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺。用量少，效率高，經(jīng)濟效益好。助濾劑：使細小纖維和填料與纖

15、維絮凝，一方面提高細料的留著率，而同時加快了濾水速率。,助 劑,第四節(jié) 涂布加工化學品,將糊狀聚合物、熔融態(tài)聚合物或聚合物熔液涂布于紙、布、塑料薄膜上制得復合材料(膜)的方法。,涂 布,涂布膠黏劑，涂布顏料分散劑涂布消泡劑、阻泡劑，防腐劑、防霉劑憎水劑、防水劑,助 劑,第五節(jié) 其他造紙用化學品,1 熒光增白劑2阻燃劑3毛毯清洗劑4分散松香乳化劑,5抗靜電劑6柔軟劑7再濕劑、滲透劑8微膠囊,三聯(lián)無碳復