紙力增強劑
蘇裕昌 博士 纖維間的鍵結 w
提高紙張乾燥強度的方法
濕紙匹脫水時表面張力提供很大
w
的拉力使鄰近纖維的表面形成基本 的接觸，產生纖維與纖維間的鍵結
w
2013/11/5 磨漿所可能引起的紙張物性及作業缺點
紙張乾強主要來自氫鍵的結合，
w
動力的消耗
但共價結合、離子結合、凡德瓦爾力亦有貢獻
w
紙漿的濾水性變差
提高氫鍵結合的質與量
w
維細纖維的增加
稱為 Campbell 效果 (1983)
1. 適當巧妙的打漿增加柔軟性與結合性
w
紙張密度變高，孔隙變少
w
纖維間的物理性纏繞
2. 有效的添加紙力增強劑
w
紙張嵩度及剛度變差
w
共價鏈
w
不透明度降低
w
離子鍵
w
降低撕裂強度
>
為避免上⾯缺點⼀般會搭配紙⼒增強劑
⼀般兩法並⽤ 紙張抄造的趨勢 高嵩度紙張 低基重紙張
提高紙⼒助劑的重要性
低度打漿需求 紙張的強度性質條件 : w
w
w
改善乾強的方法
主要乾強劑
纖維本身的強度 (漿料品質)
機械處理 - 磨漿
> 纖維⻑度 ； ⻑纖維 = 更多的接觸面積 = 強度更強
> 改變纖維表面上可供結合的位置
w 澱粉及衍生物
> 纖維可饒度
> 增加纖維的可撓度
w 纖維素衍生物
纖維間的鍵結強度 (漿料處理)
> 降低漿料游離度
w 植物性膠
> 鍵結的目的
> 提升纖維本身強度及纖維交錯樹目
> 鍵結的強度
> 增加纖維間繞絡交錯之機械摩擦強度
w 聚丙烯醯胺 PAM
纖維間的交織 (製程)
> 增加纖維間結合強度
w 聚⼄烯亞胺 PEI
> 均勻分佈的程度
> 提升纖維間的接著強度與纖維間化學性結合
w 聚⼄烯醇 PVA
添加紙張強度藥劑
1. 天然高分子
2. 合成高分子
WL
紙力增強劑
蘇裕昌 博士 PAM 聚丙烯醯胺分類
PAM 發展趨勢
2013/11/5 PAM的構成成分與機能 CH2=CHCONH2
w
陰離子性 PAM
w
使⽤範圍廣泛、紙張到紙板都可使⽤
w
霍夫曼 Hoffmann 變性 PAM
w
近年來兩性共聚合為應⽤主流
> 紙力增強
w
曼尼克 Mannich 變性 PAM
w
修飾產品開發如 :
> 氫鍵結合
w
澱粉接枝 PAM
低離子性基導入
w
兩性共聚合 PAM
低黏度PAM
w
w
直鍵或具分枝(側鍵)
PAM
O-
高分子量PAM
O-
O
O
O
Al3+ O-
H3C O
w
N+ O-
丙烯醯胺
陰離子成分
- COO- M+
> 吸附於紙漿
- SO3- M+
> 藉由硫酸鋁、陽性高分子定著
分子量
依照使⽤目的調整型
CH3
WL
w
導入離子性基
陽離子成分
- N+ R2H X-
> 自我吸著於紙漿 - N+ R3X-
離子量
纖維
PAM 定著紙力發揮機制 w
⼀般於濕端添加，需導入離子性基使其定著
> 陰離子與陽離子性基間產生靜電交互作⽤
纖維素微陰離子性PAM分子上的陽離子性基
> 形成巨大分子化之複合離子錯合物
與纖維素上的陰離子性基產生靜電交互作⽤ w
PAM 種類與定著機制
或陰離子性的PAM藉由陽離子性分子如硫酸鋁等 定著於纖維上
高接枝PAM
Polyion Complex 兩性共聚合 PAM > 使高分子結構更加緊密 > 製品黏度不因高分子量化、及高黏度過度提高 增加了每⼀個高分子的定著位置(離子性基) > 改善在紙漿上的定著性 > 減少漿料雜質造成的定著障礙
藉由提高離子性基數 1. 提升定著效果 2. 避免紙漿過度凝聚 造成交織的不良影響