助剂及其化学和胶体行为 ,有助于我们在不同的情
况下选择和使用不同的胶粘物控制剂。

　吸附剂

滑石粉是制浆造纸中常用的吸附剂。滑石粉是

自然界中存在的硅酸镁 ,具有扁平状结构 ,纯的滑石
粉对亲脂性物质具有高的亲合性。滑石粉亲脂性的

一面是层间断裂并由中性氧原子组成 ,其亲脂性使
它不发生分散而在水面结成块状 ,亲水性边缘使其
在水中易于分散

[ 6 ]

。用于控制沉积的滑石粉通常

粒子细小 ,利用沉淀速度测定它们的粒子尺寸在

15～20μm之间。

分散的滑石粉添加于造纸过程的不同部位 ,从

制浆厂 (脱墨浆厂 )到纸机细小浆料的循环部分。
一般建议在整个生产过程中尽早加入滑石粉。例

如 ,有时在脱墨浆或涂布损纸中加入滑石粉。较早
地加入 ,可使悬浮液中的胶体颗粒聚集到固体表面 ,
有助于减少它们发生凝聚的可能性 ,从而避免影响
成纸的表观特性。Doshi建议使用高效的助留剂系
统 ,使吸附有胶粘物的滑石粉在纸机的循环水中除
去。使用滑石粉最主要的优点是 ,与其他助剂相比 ,
它的价格比较低 ,易于使用

[ 7 ] 45

。A llen观察发现 ,单

个滑石粉粒子能够吸附 14 个树脂颗粒

[ 8 ] 81

。当亲

脂性物质存在于滑石粉 2个表面之间时 ,整个黏度
得到下降。经过对比发现 ,加入 0. 2%体积分数的
滑石粉可以降低木材树脂的整体黏性。应用到脱墨

工艺中 ,建议加入 0. 6% ～1. 9% (对绝干纤维质量 )
的滑石粉

[ 9 ]

。

除了吸附模型以外 ,滑石粉能够改变黏性物质

的流变特性 ,从而使得它们失去黏性。经过充分剪
切的滑石粉能够分层。如果凝聚在一起的滑石粉和

黏性物质发生分层 ,也许会减小被处理物质的尺
寸

[ 10 ]

。另外 ,滑石粉易于受水剪切力的影响 ,因此

在应用时应当注意。滑石粉在大胶粘粒子上面的覆

盖 ,使得胶粘粒子整个表面的黏性降低 ,从而减少其
在纸机和毛布上面的沉积

[ 8 ] 82

。研究表明 ,在回收

使用含有压敏胶带类黏合剂的废纸时 ,滑石粉粒子
能够黏附到胶体颗粒表面

[ 11 ]

。当回收利用挂面纸

板时 ,胶粘物的平均尺寸比较小。小的碎片覆盖了
胶粘物质的大部分表面 ,从而减少了这些颗粒间发
生碰撞和黏结在一起的可能性。

　多价无机阳离子

在设计控制沉积物的方案时 ,特别是含有木材

树脂的系统 , 一般使用硫酸铝或者聚合氯化铝

( PAC) 。理论上 ,通过中和悬浮胶粘物表面的电荷

可以使它们发生沉积或凝聚。通常 ,凝聚作用使得
胶粘物聚集在纤维或其他吸附剂的表面。如果没有

纤维或吸附剂 ,加入凝聚化学品只能加速胶粘物在
纸机设备湿表面的自凝聚或 /和沉积作用。

尽管电荷中和可以解释许多关于硫酸铝和其他

凝聚剂的作用 ,但仍然有必要考虑电荷逆转现象。
带有多价离子的铝能够强烈地吸附到负电荷的表

面 ,当铝的用量足够大时 ,就会使得负电荷的表面带
有净正电荷。例如 ,利用铝盐对黏土进行预处理 ,可
以使黏土表面带有正电荷

[ 12

13 ]

。由于纸机系统中

的胶粘物通常都是阴离子性的 ,因此提高了胶粘物
对吸附剂表面的吸引力。类似地 ,铝基物质吸附到
胶粘物上面也能使其表面阳离子化 ,从而使得胶粘
物易于保留在纤维素纤维或细小纤维的带有负电荷

的表面。铝离子吸附到树脂性物质上的另一个结果

就是使胶粘物具有更好的亲水特性。因此 ,利用氢
氧化铝或相关化合物覆盖到胶粘物上面 ,能使得悬
浮液中的胶粘物不易于黏附或结合到另一个相似的

表面。D reisbach和 M ichalopoulos的研究表明 ,铝能
够使得树脂粒子的表面比较紧密

[ 14 ]

。这个结果可

以被认为是脱粘的一种形式。

铝化合物具有一个小的、

高价的、

羟基化的正电

荷离子 ,与其相似 ,锆化合物也可以作为脱粘剂。已
经发现 ,无论是单个锆化合物还是与阳离子聚合物结
合使用 ,都能够有效地降低不同黏合剂的黏性

[ 15 ]

。

锆盐和钛盐也能够与脂肪酸和树脂酸作用形成

锆 /钛皂 ,而这种皂具有较高的玻璃化温度

[ 16 ]

。

大多数有机沉积物的

处于典型造纸工艺的温度

范围之内 (30～60 ℃) 。因此 ,任何处理措施 ,如果
能够使得

超过这个温度范围 ,就有可能降低黏性

或消除沉积问题。但锆化合物只对某些胶粘物有

效 ,而不能控制所有胶粘杂质。

　有机聚合物

有机聚合物的相对分子质量、

电荷以及亲水性

和非亲水性都处于一个比较大的范围之内。这些聚

合物的作用很大程度上依靠于它们与表面进行作用

的方式。这些机理已经在许多文章里描述过

[ 17

18 ]

。

这种类型的聚合物对分散胶体颗粒的胶体稳定性具

有明显的影响。下面就讨论用于控制树脂和胶粘物

的一些重要的聚合物类别。

・

第

期

苗庆显

等

制浆造纸中胶粘物控制剂的研究现状与进展