PVA 纤维在造纸业的应用浅析

面对由于麦秆矮化,芦苇退化和废纸浆的品质降低造成的纸浆品质大幅下降,厂家通过

开发新型造纸原料、添加新型助剂、改进传统造纸工艺等方法,来提高纸张的质量,以满足新
的需求。而新型造纸原料中以合成纤维居多。发达国家 30%~50%的合成纤维用于造纸,而我
国目前用于造纸的仅为 5%~8%。在合成纤维中,聚乙烯醇(PVA)纤维在造纸业中占据了十分
重要的位置,它在造纸行业的应用,必将给我国的造纸也带来革命性的变化。

1 PVA 纤维的分类和特性

 

 1.1 PVA 纤维的分类

    

目前用于造纸的 PVA 纤维大致可分为两类:(1)造纸 PVA 水溶纤维;(2)造纸 PVA 不溶纤维。

  1.1.1 造纸 PVA 水溶纤维系列
    造纸 PVA 水溶纤维根据在水中溶解温度可分为 60℃、70℃、80℃、90℃水溶纤维。它的溶
解必须具备两个条件:足够的水分和一定的温度。它在纸页中有浆内施胶、增强(湿强特好)、
助溜等作用,对提高纸页的裂断长、耐破度等大有好处。
  1.1.2 造纸 PVA 不溶纤维
    在一般的温度下并不溶解,只有当它在足够量的水中、温度超过 120℃才会溶解。它在纸
页中有开微孔、增强等作用,能提高纸页的耐折度、耐破度、透水(气)度等。

2 造纸 PVA 水溶纤维的水溶及增强机理

  

2.1 造纸 PVA 水溶纤维的水溶机理

    PVA 水溶纤维在水中溶解过程分为溶胀和溶解两步。溶胀是水分子向 PVA 纤维大分子
间的空隙扩散。由于 PVA 分子中羟基的亲水性,会将水分子吸附于大分子间隙之中,使纤维
溶胀,因而大分子间作用力减弱,在大分子内应力作用下纤维收缩。若温度升高至某一值时,
分子运动动能增加到足可使大分子链段运动,纤维逐渐由玻璃态变化为高弹态,收缩进一步
加剧,这时纤维开始软化。此时的水温被称为该纤维的软化点,通常这时纤维的收缩率为
5%~10%。水温升高,纤维的收缩迅速增大。到某一温度(Tf)时,纤维到达其最大收缩率,即大
分子链段已充分自由地回缩,大分子间的水分子已/饱和 0。继续升温,纤维在收缩状态稳定
一段时间后便开始伸长,这是由于大分子间作用力减弱,分子的热运动引起分子间相对滑移,
纤维开始溶解,此时的水温可称为/始溶温度。0 再升温,纤维在重悬力作用下很快地伸长、发
粘,变成半透明状,而后在某一温度(T℃)断掉。我们称 T℃为该纤维在水中的溶断温度,并将
其认作该纤维的溶断温度。以上的行为过程如图 1 所示。