變性淀粉及其在造紙中的應(yīng)用

張新元 中國造紙開發(fā)公司 北京（100000）

本文對(duì)變性淀粉的種類、應(yīng)用機(jī)理進(jìn)行了詳盡的介紹和論述；對(duì)各種變性淀粉在制漿造紙生產(chǎn)中的應(yīng)用及應(yīng)注意的問題進(jìn)行了具體的闡述和說明。

1 變性淀粉及其種類

1.1 概述

目前世界淀粉年產(chǎn)量己達(dá)2000多萬噸，直接對(duì)淀粉進(jìn)行變性處理所得的產(chǎn)品己有2000多種，歐美國家走在前面。廣泛用于造紙、食品、紡織、醫(yī)藥、鑄造、建筑、農(nóng)業(yè)、化工、油田和選礦等.其中造紙工業(yè)占的量最大，見表1。

表1淀粉及其衍生物的應(yīng)用比例 單位：%

變性淀粉是造紙工業(yè)的重要化學(xué)品。在造紙精細(xì)化學(xué)品中，以質(zhì)量計(jì)變性淀粉占80%~90%；若以造紙?jiān)舷挠?jì)，它居纖維、填料后的第3位。

在淀粉原料的選擇上，一般根據(jù)各國的國情和應(yīng)用的需要來決定。如美國，主要選用玉米淀粉，荷蘭主要選用馬鈴薯淀粉，泰國以木薯淀粉為主，中國以玉米淀粉為主，約占80%,其次是木薯淀粉，約占14%，玉米、馬鈴薯、木薯淀粉都可以深加工成各種變性淀粉。

變性淀粉對(duì)造紙行業(yè)具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，如：

(1)能明顯提高紙張的各種物理強(qiáng)度，提高質(zhì)量和檔次，降低木漿配比。

(2)能提高細(xì)小纖維、填料的留著，提高成紙的灰分、白度和不透明度，同時(shí)還可節(jié)約能耗，減少濕部斷頭，減輕紙廠三廢污染等。

(3)能改善施膠效果，節(jié)約施膠劑用量,尤其可作為中性抄紙的配套助劑。

(4)能明顯改善印刷適性，使印刷時(shí)不易斷頭、掉毛、掉粉和糊版，并增加對(duì)油墨的吸附能力，使色彩鮮艷，字跡清晰等。

(5)還可代替價(jià)格昂貴的合成樹脂、干酪素等作為表面施膠和涂布粘合劑，能明顯降低涂布加工紙的生產(chǎn)成本。

(6)變性淀粉還可作為紙制品的粘合劑，如紙箱、紙管的粘合劑等。具有粘結(jié)力強(qiáng)，成本低，對(duì)環(huán)境污染輕等特點(diǎn)。

造紙淀粉若按其使用方法分，可分為四大類：漿內(nèi)添加淀粉、噴霧淀粉（層間增強(qiáng)為主）、表面施膠淀粉和涂布淀粉?？梢哉f，變性淀粉幾乎適用于造紙的全過程。各品種.變性淀粉在造紙中的應(yīng)用比例見表2。

表2各類變性淀粉在造紙中所占的應(yīng)用比例

1.2 造紙上常用的變性淀粉及其主要性能特征

變性淀粉的品種牌號(hào)很多，在造紙上常用的，若按離子特性分有下列5類：

陰離子變性淀粉：氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉等；

陽離子變性淀粉：叔胺型、季銨型等；

兩性及多元變性淀粉；

非離子變性淀粉：羥丙基淀粉、羥乙基淀粉等；

其他變性淀粉：接枝淀粉、復(fù)合變性淀粉等。

1.2.1 陰離子淀粉

(1)氧化淀粉

采用不同的氧化工藝、氧化劑和原淀粉可以制成性能各異、牌號(hào)不同的氧化淀粉。如采用高碘酸氧化可制得對(duì)紙張既有干強(qiáng)又有濕強(qiáng)作用的雙醛淀粉。而采用雙氧水、過乙酸、高錳酸鉀、過 硫酸及次氯酸鈉等氧化劑則可制得價(jià)格比較低的普通型氧化淀粉。目前多數(shù)生產(chǎn)廠采用次氯酸鈉氧化劑。淀粉經(jīng)氧化作用引起解聚，結(jié)果產(chǎn)生低粘度分散體并引進(jìn)羰基和羧基，使其鏈淀粉的凝沉趨向減少而糊液粘度穩(wěn)定性增加。與原淀粉比較，氧化淀粉的物化性能發(fā)生了較大的變化。

在造紙工業(yè)上，氧化淀粉主要用作涂布粘合劑和表面施膠劑。由于氧化淀粉色白，糊液穩(wěn)定性好，粘度低，凝沉性弱，粘合力強(qiáng)，成膜性好，且價(jià)格便宜，很受造紙行業(yè)的歡迎。根據(jù)造紙上的不同要求，可控制氧化深度制得不同粘度的系列產(chǎn)品。還可與聚乙烯醇（PVA)等化工原料復(fù)配 進(jìn)行表面施膠，增加成膜性，提高紙張表面的平滑度和強(qiáng)度。但另一方面.氧化淀粉帶有羰基和羧基呈弱陰性，且與紙漿中的鋁離子絡(luò)合能力差，與纖維結(jié)合力也差，故一般不用作濕部添加劑。另外值得注意的是，用氧化淀粉表面施膠或涂布過的紙?jiān)趽p紙回用時(shí)，由于氧化淀粉在纖維上的留著率低，大部分會(huì)游離在紙漿中，易改變紙漿中的Zeta電位，使紙漿負(fù)電位增加，從而影響填料和細(xì)小纖維的留著和增加白水濃度。因此在高檔紙的表面施膠中，氧化淀粉己逐步為陽離子淀粉及其他本身留著率高的淀粉所代替。

(2)磷酸酯淀粉

淀粉與磷酸鹽反應(yīng)制得磷酸酯淀粉，即使很低的取代度也能明顯地改變?cè)矸鄣男再|(zhì)。在造紙上所用的磷酸酯淀粉一般 為磷酸單酯淀粉，取代度為0.01~0.07。

磷酸酯淀粉是最重要的造紙用淀粉衍生物之一。磷酸酯淀粉在造紙上主要用作助留、助濾劑和增強(qiáng)劑。經(jīng)特殊工藝加工處理的.還可用作涂布膠粘劑和層間增強(qiáng)劑。

(3)羧甲基淀粉

羧甲基淀粉(CarboxylMethyStarch,簡稱（CMS）,是淀粉在：堿性條件下與一氯乙酸或其鈉鹽起醚化反應(yīng)制得的。隨著取代度的增加，產(chǎn)品膠化溫度下降，在較高取代度時(shí)，冷水可溶。工業(yè)生產(chǎn)主要為低取代度產(chǎn)品。

由于CMS膠液透明、細(xì)膩，粘度高，粘接力大，流動(dòng)性、溶解性好，且有較好的乳化性、穩(wěn) 定性和滲透性，不易腐敗霉變。在造紙上用作濕部添加為主，作為紙張?jiān)鰪?qiáng)劑。低取代度、低粘度產(chǎn)品可用作表面施膠劑，并能與PVC合用形成抗油性及水不溶性的薄膜。

1.2.2 陽離子淀粉

陽離子淀粉的品種很多，通常.分為4類：①叔胺烷基醚；②季銨類烷基醚；③仲或伯胺烷基 醚；④雜類(如亞胺等淀粉醚）。目前新的陽離子淀粉醚仍在繼續(xù)發(fā)展，但叔胺、季銨烷基醚淀粉仍是主要的陽離子淀粉。由于季銨烷基醚淀粉，無論在酸性還是堿性條件下均呈陽離子性，特規(guī) 適用中、堿性條件下抄紙，故在中性抄紙技術(shù)迅速發(fā)展的今天，季銨型陽離子淀已成為不可缺少的造紙助劑，也是目前使用范圍最廣、用量最大的一種變性淀粉。

造紙上所用的陽離子淀粉，其取代度一般為0.01~0.07,主要用作濕部添加的助留、助濾和增強(qiáng)劑。高取代度的季銨型陽離子淀粉是中性施膠劑AKD、ASA的有效配套助劑，不同取代度的陽離子淀粉，在濕部可分別用作增強(qiáng)劑、助留劑、助濾劑，由于應(yīng)用效果明顯，是造紙行業(yè)應(yīng)用最廣泛的變性淀粉。經(jīng)特殊加工處理的陽離子淀粉用于高檔紙的表面施膠和涂布。由于增加了紙張表面的陽電荷，提高了印刷適性，使印刷字跡清晰，減少掉毛掉粉。

1.2.3兩性及多元變性淀粉

兩性淀粉是指在同一淀粉分子中既接上陽離子基團(tuán)又接上陰離子基團(tuán)的變性淀粉。而多元變性淀粉是指在兩性淀粉的基礎(chǔ)上再接上一個(gè)以上反應(yīng)基團(tuán)的產(chǎn)品。它們是近幾年發(fā)展起來的新型改性淀粉，綜合運(yùn)用了陰、陽、非離子淀粉的改性技術(shù)，使其應(yīng)用效果更突出。制備技術(shù)的關(guān)鍵是選擇合適的改性劑及不同離子基團(tuán)的摩爾配比，并要防止陰、陽離子試劑間的相互作用。

兩性及多元變性淀粉主要用作造紙濕部添加，起增強(qiáng)、助留、助濾等作用。尤其對(duì)含雜離子較多的草類纖維、二次纖維及含木素較多的磨木漿等均具有良好的應(yīng)用效果。但因制備工藝復(fù)雜、難度大而售價(jià)較高。

1.2.4非離子淀粉

非離子淀粉主要為羥烷基淀粉，是由淀粉在堿性水溶液中與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應(yīng)而成。 由于環(huán)氧乙烷沸點(diǎn)低（10.7℃),易揮發(fā)，與空氣混合又可能引起爆炸，故目前在造紙上傾向于選用羥丙基淀粉。在造紙上主要用于表面施膠，具有成膜性好，表面強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。國外羥烷基淀粉已形成系列產(chǎn)品，荷蘭AVEbe公司羥烷基淀粉用于造紙的就有9個(gè)牌號(hào)，僅次于陽離子淀粉。 近幾年還開拓了其他領(lǐng)域的應(yīng)用。國內(nèi)對(duì)羥烷基淀粉的研究開發(fā)單位尚不多，在紙上的推廣應(yīng)用也就更少。

1.2.5其他變性淀粉

造紙用變性淀粉品種系列很多，除上述系列品種外，用量較大的還有酸變性、酶變性.糊精 等降解系列，以及交聯(lián)淀粉、接枝共聚淀粉、醋酸酯淀粉、黃原酸脂淀粉、復(fù)合變性淀粉等。因 目前還用得不多，故不作詳細(xì)介紹。

2 變性淀粉的應(yīng)用機(jī)理及技術(shù)

2.1 濕部應(yīng)用的機(jī)理及技術(shù)

濕部化學(xué)是造紙工藝中的專用名詞，通常用以描述造紙工藝過程中各個(gè)不同組分間的相互影響。造紙濕部化學(xué)是一個(gè)極其復(fù)雜的體系,含有眾多的組分，如纖維中含有的樹脂成分，制漿時(shí) 化學(xué)品的殘余成分及填料、施膠劑等化學(xué)添加劑。另外，水質(zhì)中含有雜離子、微生物等等。凡此種種無不影響著紙機(jī)抄造性能和紙的質(zhì)量。在我國由于以草漿、廢紙漿等為造紙的主要原料，造紙濕部化學(xué)體系比國外發(fā)達(dá)國家以木漿為主要造紙?jiān)系那樾芜€要來得復(fù)雜。

然而，經(jīng)過多年的探索實(shí)踐，人們已從這復(fù)雜的造紙濕部化學(xué)體系中找到一條規(guī)律：即紙機(jī)的抄造性能及紙的質(zhì)量與濕部的電位密切相關(guān)。通過控制造紙濕部的Zeta電位，可以大致控制濕部化學(xué)組分的平衡，從而可以提高紙機(jī)抄造性能和紙張的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)還表明，通過添加改性淀粉等化學(xué)添加劑，可以優(yōu)化濕部化學(xué)，有效地控制濕部Zeta電位。

2.1.1變性淀粉的濕部作用機(jī)理

紙漿纖維帶負(fù)電荷，大多數(shù)填料也帶負(fù)電荷。根據(jù)電位理論，在固液界面處形成一電層，一層是鄰近固體表面的薄離子層稱為固定層，又稱為斯特恩（Stern)層。固定層能牢固地吸附在纖 維表面上，在Zeta電位儀的電泳池中，帶陰電荷的離子朝陽極運(yùn)動(dòng)，帶陽電荷的粒子向陰極運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的速度取決于電泳的強(qiáng)度。另一層為擴(kuò)散層，與固定層不同，擴(kuò)散層在Zeta電位儀的電泳池中，不能緊隨著固體粒子向電極運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)在紙漿中添加陽離子淀粉或其他的陽離子型助劑時(shí)，因受靜電引力的作用，可以進(jìn)入固體 粒子的固定層，使帶負(fù)電荷的固體粒子的電位下降，甚至逆轉(zhuǎn)。許多紙廠在添加了陽離子的淀粉后，紙漿的負(fù)電位明顯下降了，使氫鍵和范德華吸力加強(qiáng)，從而改善了紙張物理強(qiáng)度和細(xì)小纖維、填料的留著率。

事實(shí)證明，紙漿的Zeta電位受化學(xué)品Zeta電位的影響，添加的陽離子助劑越多，Zeta電位的下降值也越大。大多數(shù)陽離子助劑一旦被纖維吸附就很難用純水洗去。也就是說，其自身的留著率極高。下面進(jìn)一步談?wù)勚饕冃缘矸鄣臐癫繎?yīng)用機(jī)理。(1)陽離子淀粉的濕部作用機(jī)理

圖1陽離子淀粉的濕部作用機(jī)理示意圖

陽離子淀粉是最重要的造紙濕部添加劑，其分子結(jié)構(gòu)與纖維素分子的結(jié)構(gòu)相似，都是由葡萄糖基組成的。由于它帶有陽電荷，極易與帶陰電荷的纖維、填料等靠靜電引力相互吸附，降低紙漿的Zeta負(fù)電位，并會(huì)產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象。這種絮凝作用能將細(xì)小纖維和填料包裹在微絮凝團(tuán)內(nèi)，提高細(xì)小纖維與填料的留著率。同時(shí)微絮凝團(tuán)使?jié)癫吭诔尚螘r(shí)空隙增大，可以使紙漿打漿度下降，濾水性改善，脫水加快，降低能耗。由于這種絮凝團(tuán)是在瞬間形成的，故很脆弱，在剪切作用下會(huì)分解成微絮凝，大大降低細(xì)小纖維和填料的留著率，降低助濾作用，但卻增加了與纖維間的均勻接觸.使增強(qiáng)作用增加。絮凝作用的強(qiáng)弱，與陽離子淀粉的取代度、添加量和加入時(shí)間密切相關(guān)。一般，取代度越高，添加量越大，加入時(shí)間越短，絮凝作用就越強(qiáng)。這點(diǎn)，紙廠可通過檢測紙漿打漿度的下降值或與填料的絮凝情況來分析判斷其陽離子性的強(qiáng)弱和對(duì)填料的助留效果。在其他條件均相同的情況下，高取代度的陽離子淀粉所產(chǎn)生的絮凝體積大于低取代度所產(chǎn)生的絮凝體積，結(jié)果既直觀又說明問題。

(2)陰離子淀粉的濕部作用機(jī)理

陰離子淀粉由于本身帶陰電荷，無法直接與帶陰電荷的纖維、填料互相吸附，因此至少需要1%的明礬作為“架橋劑”。

圖2陰離子變性淀粉的濕部作用機(jī)理

(3)多元變性淀粉的濕部作用機(jī)理

多元變性淀粉由于在同一淀粉分子中接有陽離子、陰離子和非離子基團(tuán)，故不必依賴于明礬中的鋁離子而直接與纖維、填料發(fā)生吸附作用。淀粉分子中的陰離子基團(tuán)能通過鋁離子的“架橋”作用與纖維、填料結(jié)合。還能電性排斥體系中的雜陰電荷，對(duì)分子中的陽離子基團(tuán)起保護(hù)作用。 同時(shí)還對(duì)帶陰電荷的纖維、填料起分散作用，使其避免過分絮凝。分子中的非離子基團(tuán)還能起增效作用，具有更優(yōu)異的增強(qiáng)和助留、助濾等效果。多元變性淀粉本身的Zeta電位基本上呈中性，-般不會(huì)對(duì)原造紙濕部體系的電位產(chǎn)生影響，使其適用性廣、應(yīng)用條件寬。

圖3多元變性淀粉的濕部作用機(jī)理

2.1.2濕部主要應(yīng)用技術(shù)

(1)濕部用變性淀粉的品種及其功效

作為濕部添加變性淀粉主要為陽離子淀粉、陰離子磷酸酯淀粉、兩性和多元變性淀粉及某些接枝共聚淀粉等。而氧化淀粉、酸變性淀粉、酶轉(zhuǎn)化淀粉和一些非離子型變性淀粉，由于與纖維的結(jié)合力差，在紙上的留著率低，一般極少用作濕部添加，而被廣泛地用作表面施膠和涂布粘合。

濕部淀粉主要用來提高紙張的物理強(qiáng)度，提高細(xì)小纖維和填料的留著率，提高濾水性能，改善施膠效果等。

(2)品種的選用

造紙用變性淀粉品種系列很多，每個(gè)系列又有眾多的品種牌號(hào)，目前我國大多數(shù)紙廠還沒有完全了解，加上制造廠家與用戶的相互溝通不夠，在選用何種牌號(hào)的產(chǎn)品更適用于本廠的要求時(shí).往往感到困惑。

市售的陽離子淀粉目前主要為季銨型和叔胺型兩大類。叔胺型只適用于酸性抄紙，在中性或堿性條件下，其陽離子性將失去，從而使應(yīng)用效果大大降低。而季銨型陽離子淀粉卻適用于廣泛的pH范圍（pH4-9)。值得提醒的是，雖然陽離子淀粉自身 的Zeta電位與其取代度(DS)密切相關(guān)，一般DS越高，其Zeta電位值也越高，反之亦同。但當(dāng)其pHffgt;7時(shí)，Zeta電位會(huì)受到溶劑效應(yīng)的影響（pH越高，影響越大），在pHffgt;9時(shí)，其Zeta電位值將明顯下降。

陽離子淀粉的主要質(zhì)量指標(biāo)為取代度，即每摩爾失水葡萄糖單元所取代的陽離子變性基團(tuán)的 摩爾數(shù)，通常用凱氏定氮法測定，所測的含氮量（%),應(yīng)除去原淀粉的含氮量。造紙上所用的陽離子取代度范圍通常為0.01-0.07。不同的取代度，物化性能之間差距很大。一般，取代度越高，膠化溫度越低，粘度越大，透明性、穩(wěn)定性、Zeta電位也隨之增加。當(dāng)DS達(dá)0.07時(shí)，冷水可溶。不同取代度的陽離子淀粉在造紙上的應(yīng)用一般具有下列規(guī)律：

(3)糊化方法

除預(yù)膠化淀粉外，一般的變性淀粉均要事先糊化處理。預(yù)糊化淀粉由于可將干粉直接投入到漿池中使用，紙廠應(yīng)用很方便，但預(yù)糊化淀粉的制備成本高、售價(jià)貴，容易在造紙過程中來不及溶脹開來，形成“魚眼”，影響使用效果。目前國內(nèi)外大多數(shù)紙廠還是采用自己糊化的方法。

變性淀粉的糊化，一般先用冷水分散開來，攪拌速度約60r/min(若轉(zhuǎn)速太高易剪切淀粉鏈而 影響使用效果）。升溫至90-95℃后，保溫15-20min。升至這么高的溫度，還需保溫的目的是為了使淀粉結(jié)晶粒子充分溶脹，使分子充分舒展開來。若糊化不完全，非但不能起到預(yù)期的效果，還容易引起粘缸粘網(wǎng)等造紙障礙。糊化的濃度通常為50g/L,某些低粘度的淀粉，糊化濃度可高達(dá)100g/L以上。糊化好的膠液在添加時(shí)應(yīng)進(jìn)行稀釋，靠近流漿箱部位添加的淀粉，稀釋濃度為10g/L以下，以保證與纖維的均勻接觸。若濃度過高，上網(wǎng)時(shí)間過短，容易造成局部過分絮凝，影響紙張的勻度，破壞紙的質(zhì)量，嚴(yán)重的還可產(chǎn)生粘缸粘網(wǎng)等現(xiàn)象。

2.1.3助留、助濾應(yīng)用技術(shù)

從助留、助濾的絮凝機(jī)理可知：既要保持適當(dāng)?shù)男跄蕴岣咧?、助濾效果.又要避免過分 絮凝以保持紙頁的強(qiáng)度和勻度，這是助留、助濾應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵。

a.首先要選好的助留、助濾的品種牌號(hào)

以陽離子淀粉為例，最好選用高取代度的陽離子淀粉，取代度越高，對(duì)紙漿的絮凝作用越強(qiáng)。 在酸性抄紙中，也可選用陰離子磷酸酯淀粉，中性抄紙應(yīng)選用季銨型高取代度的陽離子淀粉或其他專用型變性淀粉.

b.添加量

應(yīng)根據(jù)各紙廠的實(shí)際情況，在正式應(yīng)用前先試驗(yàn)一下最佳的添加量，在此添加量下，既能明顯提高助留助濾效果，又不影響紙張的物理強(qiáng)度和勻度。高取代度的陽離子淀粉的添加量一般為0.25%-1%。

c.添加濃度

一般≤1%(基于干淀粉質(zhì)量），薄型紙約為0.5%,若ffgt;1%極易造成過分絮凝，影響紙的勻度和強(qiáng)度。

d.添加地點(diǎn)

一般選擇靠近流漿箱部位，高位箱是比較理想的添加地點(diǎn)，其次還有如沉沙溝，旋翼.篩進(jìn)出口處，這要視各廠的實(shí)際情況而定，越靠近網(wǎng)部，助留、助濾效果越好，但對(duì)紙頁勻度和強(qiáng)度的影響也越大。因此，選擇最佳的添加地點(diǎn)尤其重要。

e.添加方法

一股采用連續(xù)計(jì)量添加。若想以提高灰分為主要目的，可與填料混勻后添加，使淀粉主要作用于填料；若要同時(shí)提高細(xì)小纖維和填料的留著,淀粉可直接加入含有填料的紙漿中；若以提高 細(xì)小纖維為主，可在填料加入之前添加。由于許多紙廠填料的加入部位是不一樣的，各廠應(yīng)根據(jù)本廠的實(shí)際要求確定添加方法。

在增加助留助濾效果的同時(shí)，多數(shù)紙廠還希望提高紙張的強(qiáng)度，然而增強(qiáng)和助留是一對(duì)矛盾，一般助留效果明顯，增強(qiáng)效果下降，反之也一樣，若要在助留、助濾較滿意的同時(shí)，提高強(qiáng)度指標(biāo)，一般可采用下列方法：

① 向打漿方向移動(dòng)添加位置，以適當(dāng)減少絮凝，增加淀粉與纖維的接觸勻度：

② 增大添加量：

③ 分兩處添加或采用復(fù)配共用技術(shù)；

④ 在灰分明顯提高的同時(shí)，適當(dāng)減少填料的加入量。

f.注意觀察現(xiàn)象

① 打漿度下降，網(wǎng)上水線前移，紙面易干。說明有明顯的助濾效果，可調(diào)節(jié)蒸汽用量或提高 車速，起到節(jié)能增產(chǎn)的效果。

② 定量增加，白水濃度下降。說明有明顯的助留效果，可將漿門關(guān)小，若灰分過高，強(qiáng)度下 降，可調(diào)節(jié)填料加入量。

③ 白度、不透明度改善。若白度不變或略有下降，可能是助劑與增白劑相互作用之故，應(yīng)檢查它們的添加程序，盡可能分開添加，以減少淀粉與增白劑之間的相互作用。

④ 施膠度改善?？梢詼p少松香、礬土的用量，這不但可降低造紙成本，還可以提高增強(qiáng)效果。 另外還有內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和表面強(qiáng)度的改善，抄造率提高，漿耗下降等等，

2.1.4作為增強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)

根據(jù)增強(qiáng)機(jī)理，其應(yīng)用關(guān)鍵是要使淀粉分子與纖維保持均勻接觸，同時(shí)也要盡可能避免強(qiáng)剪切作用的影響。

a.選好增強(qiáng)劑的品種牌號(hào)很重要

陽離子淀粉應(yīng)選用中低取代度的品種牌號(hào)，陰離子磷酸酯淀粉只適用于酸性抄紙?bào)w系（即至少應(yīng)含有1%的明礬）。多元變性淀粉（如草木漿增強(qiáng)劑HC-3k），適用面廣，對(duì)草漿、木漿、竹漿、廢紙漿等均具有明顯的增強(qiáng)效果。

b.添加量

一般為1%~2.5%。不同漿料、紙機(jī)條件，有不同的添加量與增強(qiáng)效果曲線，故在正式應(yīng)用前紙廠應(yīng)找出最佳添加量。c.添加地點(diǎn)：

靠近打漿部位添加，以保證淀粉與纖維、填料之間的緊密接觸。較理想的添加地點(diǎn)是漿池。 添加順序：一般陽離子淀粉要在明礬之前添加，而多元變性或陰離子磷酸酯淀粉在明礬前后均可以添加。

d.添加濃度：一般為10-20g/L。

e.添加方法：可根據(jù)紙廠實(shí)際情況采取連續(xù)添加，或在漿池一次性加入。

2.2 層間噴霧機(jī)理及技術(shù)

噴霧淀粉是20世紀(jì)70年代初才發(fā)展起來的，但增長速度很快，以德國為例，噴霧淀粉在造紙淀粉總用量中約占5.5%。

噴霧淀粉最初是為提高多層紙板的層間結(jié)合力而開發(fā)的。但近年來發(fā)展特別迅速，在應(yīng)用紙種上已不再局限于紙板，已開始擴(kuò)大到厚紙中；在應(yīng)用目的上已不再局限于提高層間結(jié)合力，還廣泛用來提高挺度、環(huán)壓強(qiáng)度及表面強(qiáng)度。德刊發(fā)表的文章認(rèn)為：紙張強(qiáng)度的提高幅度明顯地取決于添加變性淀粉的方法。應(yīng)用結(jié)果證明，采用噴霧淀粉及其應(yīng)用技術(shù)，是提高紙板、厚紙的挺 度、環(huán)壓強(qiáng)度和層間結(jié)合強(qiáng)度的最有效方法。目前，日本、芬蘭、德國、加拿大等國均已在白紙板及普通紙板中使用噴霧淀粉。

與濕部添加技術(shù)對(duì)比，淀粉噴霧雖不具備對(duì)細(xì)小纖維與填料的助留、助濾作用，但其增強(qiáng)效 果絕不亞于漿內(nèi)添加，尤其對(duì)于雜離子含量較高的紙漿(如磨木漿、廢紙漿、草漿等），其增強(qiáng)效果明顯優(yōu)于濕部添加，且噴霧淀粉比漿內(nèi)添加淀粉有更高的留著率。雖在改善 紙和紙板表面性能等方面不及表面施膠，但在提高紙張內(nèi)結(jié)合力方面，卻強(qiáng)于表面施膠，而且它不需要施膠壓榨后的干燥工段，這對(duì)于沒有施膠壓榨的紙機(jī)尤其適用。

在提高紙板和厚紙挺度、環(huán)壓強(qiáng)度層間結(jié)合強(qiáng)度方面，淀粉噴霧技術(shù)，更是一種行之有效 的方法，是濕部添加與表面施膠所無法達(dá)到的。當(dāng)然，如果將濕部添加、淀粉噴霧以及表面施膠 等結(jié)合起來，互相取長補(bǔ)短，就能取得更理想的效果，這也是目前造紙發(fā)達(dá)國家常用的技術(shù)。

2.2.1 應(yīng)用機(jī)理及性能要求

所謂噴霧淀粉，就是利用噴霧的方法進(jìn)行添加的淀粉。其應(yīng)用機(jī)理是：當(dāng)紙和紙板在紙機(jī)濕部成形時(shí)，把淀粉顆粒分散在水中形成一種懸浮漿狀物噴在厚紙或紙板上，淀粉顆粒被纖維構(gòu)成的紙頁裹住，隨后在烘缸處獲得熱量而膠凝化，這個(gè)噴霧系統(tǒng)的建立可使淀粉在紙頁的整個(gè)厚度上均勻分布，或者根據(jù)需要限定大部分淀粉分布在紙頁的一側(cè)，或者噴霧在多層板紙的層間復(fù)合處，如圖4,起層間增強(qiáng)作用。

圖4層間噴霧方式

2.2.2 噴霧工藝技術(shù)

噴霧淀粉先用冷水在攪拌下調(diào)成一定濃度的懸浮液。懸浮液經(jīng)過120目篩過濾后經(jīng)過增壓計(jì)量泵和噴霧裝置，噴霧到紙板上。淀粉液的濃度、噴霧流量及紙機(jī)車速?zèng)Q定噴霧淀粉的添加量，不同的質(zhì)量要求和紙機(jī)條件，可選擇不同的添加量，不同的噴霧點(diǎn)、噴霧壓力、噴霧狀態(tài)、噴霧距離等均會(huì)影響應(yīng)用效果，而這些正是應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過努力，我國已對(duì)不同紙種（如白紙板、牛皮箱紙板、白卡紙、瓦楞紙）、不同的紙機(jī)（長網(wǎng)、長圓網(wǎng)、多圓網(wǎng)）、不 同的質(zhì)量要求(層間結(jié)合力、表面強(qiáng)度、挺度等)取得了許多成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

2.2.3 噴霧方法

噴霧裝置一般由淀粉漿制備系統(tǒng)、噴管系統(tǒng)和排液泵組成。

一般采用低壓-無空氣法，它是通過壓力控制來達(dá)到均勻噴霧的目的，壓力控制在196-392kPa之間（一般為294kPa)。若低于196kPa,則霧化差；若高于392kPa,則會(huì)破壞紙的成形。

噴嘴可以是圓的，也可以是扁的。噴嘴直徑一般在1~1.5mm之間，體積流量為0.8-1.2L/min。一般長網(wǎng)紙機(jī)可選用圓噴嘴，圓網(wǎng)紙機(jī)的層間噴霧用扁平的噴嘴，但這并不是絕對(duì)的。 噴嘴間的排列間距為120~160mm。噴嘴與網(wǎng)之間的距離視噴霧覆蓋紙面狀況而定，通常為250mm左右。為使霧點(diǎn)在紙面上均勻分布，一般要求多元交叉覆蓋。為了減少霧化淀粉的損失及保護(hù)噴霧均勻，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)噴嘴及噴管的角度。 .

2.2.4 噴霧地點(diǎn)

淀粉的噴霧點(diǎn)隨紙機(jī)的條件及應(yīng)用目的不同而不一樣。對(duì)于長網(wǎng)紙機(jī)、圓網(wǎng)紙機(jī)以及長、圓網(wǎng)聯(lián)合紙機(jī)，典型的添加地點(diǎn)如圖5。

2.2.5噴霧量

淀粉噴霧量的多少是根據(jù)實(shí)際需要確定的，一般lg/m2左右。在紙機(jī)條件一定時(shí)，一般通過淀粉漿濃度來進(jìn)行調(diào)整，淀粉漿的濃度一般控制在10-100g/L之間，作為層間增強(qiáng)時(shí)，用量可 以低一些(漿濃度約20g/L左右），若作為提高內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度或表面強(qiáng)度時(shí)，用量適當(dāng)高一些，若提高挺度，漿濃度應(yīng)更高一些。

目前國內(nèi)已有許多造紙廠都已采用了淀粉噴霧技術(shù)（如上海、浙江、山東、福建、四川、廣東、江蘇、安徽等省、市，許多大、中紙廠均采用了）紙種有白紙板、瓦楞紙、牛皮箱紙板、仿水泥 袋紙等：有的用于提高層間結(jié)合力，有的用來提高挺度和環(huán)壓強(qiáng)度，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

2.3 表面施膠中的應(yīng)用技術(shù)

所謂表面施膠，就是把施膠劑施加到紙的表面，使纖維與紙?bào)w粘接，并在紙面上附著一層近乎連續(xù)薄膜的方法。造紙工業(yè)上使用的主要施膠劑是變性淀粉。其他的施膠劑有羧甲基纖維素(CMC)、甲基纖維素、聚乙烯醇(PVA)、藻朊酸鹽、石蠟、硬脂酸/氯化鉻絡(luò)合物、鉻二氟化物.、烷基烯酮二聚體(AKD)、硅酮樹脂、苯乙烯共聚物等。施膠有多重含義，不只是增加紙頁的抗水 性，在大多數(shù)情況下，是為了增加紙頁的表面強(qiáng)度，并獲得良好的施膠性能。此外還能提高耐破度、耐折度、抗張力、平壓強(qiáng)度、抗分層強(qiáng)度、環(huán)壓強(qiáng)度等紙張物理強(qiáng)度指標(biāo)，有些表面施膠劑還能賦予紙張抗堿抗酸等特性。

圖5噴霧淀粉的使用地點(diǎn)

2.3.1 淀粉表面施膠施膠方式

通常所說的表面施膠，大多就是指施膠壓榨。施膠壓榨是指紙幅在剛要進(jìn)入壓輥間壓區(qū)之前先通過一膠料塘，借此施膠劑被施加到紙的表面，然后紙幅通過壓輥，使膠料壓入紙內(nèi)，并從紙 面除去過量膠料的一種表面施膠方法。施膠壓榨有豎式、臥式及斜式以及噴霧施膠、共用技術(shù)施膠等方式。

(1)豎式施膠壓榨方式

豎式施膠壓榨由一個(gè)膠輥安裝在另一個(gè)膠輥頂上的兩個(gè)輥所組成，頂輥常用一硬橡膠覆面，而底輥則用軟橡膠覆面，紙頁在能控制張力的張力輥牽引下進(jìn)入壓區(qū)。

進(jìn)入壓區(qū)的角度通常與水平成25°,膠液噴灑到紙的兩面，膠盒常用來收集過剩的膠液，有時(shí)也用來提供底輥的膠液，見圖6。

圖6豎式施膠壓榨

豎式施膠壓榨的缺點(diǎn)是紙頁不得不承受來自頂部膠液的重量，有時(shí)還可能在紙頁上形成膠 液“池”，紙頁的張力控制以及要使紙頁兩面拾取等量的膠液都有一定的困難。

(2)臥式施膠壓榨方式

兩個(gè)膠輥是并排放置的，紙頁垂直進(jìn)入，由于紙頁將優(yōu)先附著硬輥，硬輥通常放在前面，與豎式施膠壓榨對(duì)比，臥式施膠壓榨在紙頁通過時(shí)不會(huì)產(chǎn)生搖擺運(yùn)動(dòng)，膠液也不會(huì)在紙頁上形成 膠池，因而只需要較少的張力，幾乎不會(huì)發(fā)生斷裂現(xiàn)象。

圖7臥式施膠壓榨

膠液進(jìn)入壓區(qū)，膠池深度可以通過安裝在膠輥末端的擋板來控制，并使紙頁兩邊相等。

臥式施膠壓榨克服了豎式施膠壓榨的不少缺點(diǎn)，但存在壓榨后紙頁必需回旋90°的問題，而這可能導(dǎo)致紙頁起皺，正是這個(gè)原因，壓榨后一定要安裝弧面舒展輥。

(3)斜式施膠壓榨方式

是在豎式與臥式基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在斜式施膠壓榨中，壓榨輥與水平成約30°安裝(硬輥在 前且比軟輥高），因而在壓榨后紙頁不必大角度旋轉(zhuǎn)如圖8。

圖8斜式施膠壓榨

(4)采用共用技術(shù)施膠

共用技術(shù)在表面施膠中占有重要的地位，通過共用技術(shù)不僅可以提高表面施膠的功效，還能賦予紙張?jiān)S多獨(dú)特的性能，如：

① 欲提高紙張的抗水性，可以將淀粉與尿醛樹脂(UF)等共用，一般淀粉蒸煮的濃度約為12%,冷卻到約60℃，加入漿狀UF樹脂，樹脂用量約為淀粉的10%-20%。

② 欲想進(jìn)一步提高紙張的強(qiáng)度和抗油性，可以將淀粉與聚乙烯醇（PVA)共用。PVA可以彌補(bǔ)淀粉在強(qiáng)度和抗油性方面的不足。反過來，淀粉又解決了PVA粘度大、易起泡、價(jià)格貴等問題。

③ 欲想提高白度、不透明度和平滑度，可以在淀粉膠液中加入增白劑、填料等原料。

此外，在壓光機(jī)施膠中，蠟乳液有時(shí)與淀粉共用作為一種防止粘輥的潤滑劑，但同時(shí)蠟往往也會(huì)增加紙面的光滑。若不需要這種光滑性，可在蠟乳液中加入少量松香以降低這種效應(yīng)。有時(shí)還可將硼化合物與淀粉共用，使淀粉中的活性羥基與硼酸鹽或偏硼酸鹽離子形成絡(luò)合物，從而使膠液的粘度明顯增加，有助于改善油墨的持留性。

2.3.2 淀粉施膠壓榨的循環(huán)系統(tǒng)

淀粉施膠壓榨的循環(huán)系統(tǒng)如圖9所示。淀粉可用連續(xù)或間歇的糊化方法制成施膠液，然后貯存在貯罐內(nèi)，常常2個(gè)貯罐并聯(lián)，每個(gè)貯罐須在大約l-3h內(nèi)保持足夠的膠液。當(dāng)一個(gè)貯罐用完時(shí)，由另一個(gè)貯罐接替提供膠液，如此往復(fù)交替應(yīng)用。

圖9施膠壓榨循環(huán)系統(tǒng)

2.3.3 影響施膠壓榨的主要因素

(1)紙的施膠度 完全未施膠過的紙比施膠過的紙多吸收100%的膠液，而施膠過的紙，松香 膠用量的增加對(duì)膠液的吸收影響不太明顯。

(2)紙機(jī)車速的影響 對(duì)于印刷紙來說，紙機(jī)的車速對(duì)淀粉膠液的吸收量的影響也同樣不大。 應(yīng)用試驗(yàn)證明，紙機(jī)車速從100m/min到大約300/min之間，淀粉拾取量大大增加，但車速增加到650m/min后，淀粉拾取量沒有明顯增加。

(3)紙的定量對(duì)淀粉拾取量的影響 用松香施膠的各種定量的紙，在車速200-360m/min之 間，施膠壓榨時(shí)，紙的定量和車速對(duì)淀粉的拾取量幾乎沒有任何影響。

(4)對(duì)于高定量紙，施膠壓榨前的干燥十分重要，理想的施膠壓榨應(yīng)靠近卷取部位；對(duì)于輕量施膠壓榨可放在較靠近濕部的地方，由于造紙機(jī)往往要抄造各種定量的紙，所以常采用折衷的辦法，把施膠壓榨放在壓榨后保持干燥量30%的部位。

2.3.4 淀粉表面施膠應(yīng)注意事項(xiàng)

(1)需正確選用表面施膠劑

造紙工業(yè)對(duì)表面施膠劑用淀粉的主要要求是粘度、粘接強(qiáng)度、離子性、膠液穩(wěn)定性和成膜性 等指標(biāo)。變性淀粉品種牌號(hào)很多，紙廠要根據(jù)自己的實(shí)際情況認(rèn)真選用，而一般用作表面施膠的淀粉，應(yīng)具備下列條件：

① 要求粘度可調(diào)范圍廣。因使用的變性淀粉濃度可低至15g/L,也可高達(dá)300g/L,粘度可 調(diào)非常重要。如生產(chǎn)半透明紙可采用完全淀粉浸透的辦法，通常選用

200~300g/L濃度的低粘度類淀粉：對(duì)于生產(chǎn)不透明度高的紙種，則恰恰相反，淀粉滲透過多，會(huì)影響紙的不透明度，因此應(yīng)選用高粘度的產(chǎn)品：若重點(diǎn)在于改善紙的表面性能，則要求減少滲透，也須選用高粘度的淀粉。

一般認(rèn)為：在65~66℃時(shí)，濃度30g/L,粘度至少達(dá)0.25Pa·s,則稱為高粘度淀粉：在65~66℃時(shí)，濃度300g/L,而粘度低至0.08Pa·s,則稱為低粘度淀粉。

② 要求易于吸附在纖維上，經(jīng)淀粉表面施膠過的紙，在損紙回用時(shí)，非陽離子化的淀粉易從 纖維上脫離，溶解并進(jìn)入白水中，不僅會(huì)造成白水中BOD、COD值上升，.且會(huì)降低細(xì)小纖維和填料的留著。如采用氧化淀粉表面施膠。在損紙回用過程中，當(dāng)成漿中氧化淀粉含量達(dá)2%時(shí)，助留劑用量要增加8倍才能達(dá)到原有的留著水平，而采用陽離子淀粉表面施膠，當(dāng)損紙回用時(shí)，陽離子淀粉仍牢牢地吸附在纖維上。這樣,淀粉可以被循環(huán)使用，既節(jié)省了其用量，又有利于留著率和物理強(qiáng)度的提高。

③ 要求冷卻時(shí)不會(huì)凝膠（即要求糊液穩(wěn)定性好）且成膜性能要好。

(2)避免直鏈淀粉結(jié)晶現(xiàn)象的發(fā)生

一般淀粉糊液在67~69℃的臨界溫度內(nèi)保溫時(shí)，直鏈淀粉容易產(chǎn)生結(jié)晶，較難通過施膠區(qū)而滯留于施膠槽中，增加了施膠液的粘度和固含量,嚴(yán)重時(shí)結(jié)晶的直鏈淀粉含量可達(dá)25%~30%,從而造成上膠量的波動(dòng)。另外，部分結(jié)晶體通過施膠壓榨區(qū)附在紙頁上，由于結(jié)合力差，易脫落下來附在輥?zhàn)?、烘缸和毛毯上，結(jié)果造成紙面不整潔，影響外觀和印刷。

許多紙廠對(duì)這一現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)往往沒有充分認(rèn)識(shí)。生產(chǎn)中發(fā)生上述類似現(xiàn)象時(shí)，造紙工作者往往通過提高施膠溫度到71~82℃,希望能得到解決，結(jié)果適得其反，反而加劇了直鏈淀粉的結(jié)晶。 另一個(gè)常采用的是降低施膠液粘度的辦法，'但是粘度降低，增加了紙對(duì)膠液的吸收，對(duì)提高表面 強(qiáng)度不利，這也是不了解直鏈淀粉結(jié)晶現(xiàn)象的結(jié)果。

解決的辦法是避開直鏈淀粉的結(jié)晶敏感溫度范圍67~89℃,考慮到在較低溫度下淀粉容易發(fā) 生膠凝和老化（凝沉)現(xiàn)象.因此建議貯存和使用時(shí)的溫度控制在63~66℃為宜。若這一點(diǎn)做不到，貯存溫度及出料溫度應(yīng)超過90℃。

2.4 在涂布粘合中的應(yīng)用技術(shù)

涂布與表面施膠都是將化學(xué)品作用在紙的表面上。但兩者之間存在著許多不同，其中最基本的區(qū)別是：

① 表面施膠往往只用膠粘劑，而涂布則既用膠粘劑又用顏料等。

② 通常表面施膠的膠料是被壓榨到紙頁內(nèi)的，而涂布的顏料則只涂在紙的表面。

表面施膠與涂布之間存在明顯的半成品關(guān)系，涂布是在施膠壓榨的半成品上進(jìn)行的。

2.4.1 變性淀粉在涂布配方中的主要作用

變性淀粉是涂布配方的重要組分，主要用作膠粘劑。具有下列優(yōu)點(diǎn)：

① 具有良好的粘結(jié)性能，能使顏料顆粒相互粘結(jié)并粘附在紙張上。

② 具有良好的保水性，能防止涂料在制作時(shí)出現(xiàn)脫水現(xiàn)象。

③ 能提供刮刀涂布時(shí)的流變性。

④ 有較寬的粘度范圍.可滿足大多數(shù)涂料的粘度要求。

⑤ 與許多合成膠乳具有良好的相容性，且能改善合成膠乳的性能等。

2.4.2 涂布配方中的變性淀粉品種

涂布用變性淀粉約占造紙工業(yè)變性淀粉總用量的8%,與漿內(nèi)添加的用量相近。用作涂布膠粘劑的變性淀粉主要有熱一化學(xué)轉(zhuǎn)化淀粉、酶變性淀粉、氧化淀粉、羥烷基淀粉、酯化淀粉等。

3 變性淀粉的綜合應(yīng)用技術(shù)

一個(gè)造紙化學(xué)品的應(yīng)用成功，往往要經(jīng)歷3個(gè)階段：簡單應(yīng)用+協(xié)調(diào)應(yīng)用+綜合應(yīng)用。

對(duì)于一個(gè)新的造紙化學(xué)品，起初紙廠還缺乏認(rèn)識(shí)，研制者對(duì)產(chǎn)品性能也缺乏全面了解，必然 有一個(gè)探索完善的過程，其應(yīng)用工藝也不可能十分復(fù)雜。當(dāng)然應(yīng)用效果也不可能充分發(fā)揮，這就是所謂的簡單應(yīng)用階段。

通過對(duì)簡單應(yīng)用的分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)化學(xué)品與其他化學(xué)品之間還存在著相輔相成的效果，即所謂的協(xié)同效應(yīng)。利用協(xié)同效應(yīng)逐步地發(fā)展成二個(gè)或多個(gè)化學(xué)品的共用技術(shù)。共用的結(jié)果，避免了個(gè)別化學(xué)品中的不足，充分發(fā)揮了各自的長處。隨著新的化學(xué)品的不斷涌現(xiàn)，新的造紙技術(shù) 不斷產(chǎn)生，協(xié)調(diào)應(yīng)用技術(shù)將是一個(gè)永無止境的研究課題。

無論是簡單應(yīng)用還是協(xié)同應(yīng)用，其應(yīng)用效果還與工廠本身的生產(chǎn)工藝條件和管理水平等密切相關(guān)。要取得更好的應(yīng)用結(jié)果，還得對(duì)工廠各種因素進(jìn)行綜合優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮助劑的綜合 效能，降低工廠生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，這就是綜合應(yīng)用技術(shù)。協(xié)調(diào)應(yīng)用技術(shù)是在簡單應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，又是實(shí)現(xiàn)綜合應(yīng)用技術(shù)的重要中間環(huán)節(jié)。紙廠只有正確掌握了變性淀粉的綜合應(yīng)用技術(shù)，才能取得最佳的使用效果。

3.1 簡單應(yīng)用

這里所指的簡單應(yīng)用是以變性淀粉作為應(yīng)用主體的應(yīng)用技術(shù)，盡管應(yīng)用方法簡單，但要取得 好的應(yīng)用效果，還應(yīng)注意以下幾方面：

① 與生產(chǎn)單位密切配合，認(rèn)真細(xì)致地制訂好應(yīng)用方案，做好充分的準(zhǔn)備。

② 組織好試驗(yàn)班子，落實(shí)好誰主管誰負(fù)責(zé)。從現(xiàn)場指揮，到紙樣分析，紙機(jī)工藝等都有專人負(fù)責(zé)。

③ 試驗(yàn)結(jié)束后要認(rèn)真作出經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)，并制訂出正常應(yīng)用的操作規(guī)程。正常應(yīng)用后還應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，不斷改進(jìn)提高。

④ 正常應(yīng)用后還應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，不斷改進(jìn)提高。

一個(gè)好的產(chǎn)品還要有正確的應(yīng)用方法和技術(shù)加以保證。若使用不當(dāng)，不僅不能取得好的應(yīng)用效果，反而會(huì)影響紙的抄造：

如：糊化不完全，會(huì)影響應(yīng)用效果，甚至產(chǎn)生粘缸、粘網(wǎng)的現(xiàn)象；添加濃度過大，會(huì)使紙漿 與纖維結(jié)合不均勻，造成局部嚴(yán)重絮凝，紙頁不勻，強(qiáng)度下降。此外，添加量、添加地點(diǎn)、添加 順序等都會(huì)影響應(yīng)用效果。故找到最佳方案很重要。這些已在前面幾節(jié)中陸續(xù)作了介紹，這里僅簡單提及。

3.2 協(xié)調(diào)應(yīng)用

在造紙上，單一的化學(xué)品往往難以取得好的效果。填料沒有助留劑難以留著在纖維上；松香膠沒有明礬難以定著在纖維上達(dá)到施膠效果。這些僅是最簡單的例子?，F(xiàn)代造紙技術(shù)對(duì)紙的質(zhì)量和功能特性要求越來越高，具有各種功能特性的造紙化學(xué)品也越來越多，不同化學(xué)品之間的協(xié)調(diào)結(jié)果往往會(huì)取得相乘或相加的效果。在同樣的添加成本下，用單一的化學(xué)品是難以達(dá)到的，紙廠只有充分利用化學(xué)品間的協(xié)同效應(yīng)，才能以最低的添加成本，取得最好的應(yīng)用效果。這也就是我們?yōu)槭裁匆浞种匾暬瘜W(xué)品間協(xié)同應(yīng)用技術(shù)的根本原因。

近年來，國外對(duì)造紙化學(xué)品的協(xié)同應(yīng)用技術(shù)的研究已取得許多成果。在同一個(gè)紙種上采用多種化學(xué)添加劑已成為一種趨勢(shì)。以白紙板為例，在濕部廣泛采用助留劑、助濾劑和增強(qiáng)劑；在層 間采用層間粘合劑：在表面采用表面施膠劑：同時(shí)還采用由多種化學(xué)組分組成的涂料進(jìn)行涂布加工。如果哪一個(gè)環(huán)節(jié)沒有采用化學(xué)添加劑，都將嚴(yán)重影響成紙的質(zhì)量。

我國造紙化學(xué)品的開發(fā)和應(yīng)用起步較晚，但對(duì)具有協(xié)同作用的化學(xué)品及其協(xié)同作用機(jī)理的研究也已取得許多可喜的成績。如上世紀(jì)80年代末，我國開始中性抄紙技術(shù)以來，已分別在銅版原紙、照相原紙、水松原紙及文化用紙等紙種上獲得越來越廣泛的應(yīng)用。其中的關(guān)鍵技術(shù)就是用好由PAM和中性施膠專用變性淀粉HR組成的雙元助留系統(tǒng)。又如草木漿增強(qiáng)劑HC-3就是利用協(xié)調(diào)機(jī)理把陰離子、陽離子和具有增效作用的非離子基團(tuán)同時(shí)引入淀粉分子中，從而取得明顯的增強(qiáng)效果。已為我國許多大中型紙廠廣泛應(yīng)用。由于不僅對(duì)于木漿、草漿和二次纖維漿具有明顯的增強(qiáng)效果，而且可以用低檔漿替代高檔漿（以草代木），替代率可達(dá)到10%-30%,具有明顯的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，非常符合我國的國情，深受造紙企業(yè)的歡迎。

結(jié)語

無論生產(chǎn)何種紙，紙廠都有自己相應(yīng)的制造工藝。如漿料的配比、打漿度、施膠劑的用量及紙機(jī)車速、蒸汽壓、定量、水分等，工藝參數(shù)都應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。然而變性淀粉的應(yīng)用將會(huì)對(duì)上述體系產(chǎn)生相應(yīng)的改變。因此，要達(dá)到最佳的應(yīng)用效果，除采用協(xié)調(diào)應(yīng)用技術(shù)外，還必須對(duì)造紙工藝參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，如：

(1)使用助留助濾劑后紙漿的打漿度會(huì)明顯下降，而打漿度的下降意味著濾水性的改善，在紙機(jī)上可出現(xiàn)水線前移，伏輥真空度下降，成紙水分下降等現(xiàn)象。如在高草漿配比的紙漿中使用高取代度陽離子淀粉，打漿度下降值可達(dá)到10oSR左右，這時(shí)應(yīng)采取提高車速（進(jìn)而可增加紙的產(chǎn)量,或降低烘缸的蒸汽壓（可以減少能耗）等辦法。

(2)使用增強(qiáng)劑后，抗張、耐破、耐折等強(qiáng)度指標(biāo)明顯提高，而撕裂度有時(shí)會(huì)出現(xiàn)下降的現(xiàn)象。這是因?yàn)榧垙埖牧褦嚅L：耐破度和耐折度主要依賴于纖維的結(jié)合力（一股隨打漿度提高而提高）其次是纖維的平均長度，當(dāng)打漿到一定程度，纖維平均長度明顯下降時(shí)，會(huì)發(fā)生一個(gè)下降的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。變性淀粉的加入，增加了纖維間的結(jié)合力，因而對(duì)裂斷長、耐破度、耐折度等物理指際能明顯改善而撕裂度則不同，影響撕裂度的原因主要是纖維平均長度，其次才是纖維結(jié)合力和纖維強(qiáng)度。打漿初期，隨著打漿度提高，纖維結(jié)合力起主導(dǎo)作用，撕裂度上升。隨著打漿度增加，纖維平均長度起主導(dǎo)作用，撕裂度明顯下降，而且撕裂度較裂斷長、耐破度、耐折度更容易達(dá)到 下降的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。變性淀粉的應(yīng)用，提高了細(xì)小纖維與填料的留著，使纖維的平均長度下降，所以撕裂度的下降是很自然的。然而在其他強(qiáng)度指標(biāo)明顯提高的前提下，通過縮短打漿時(shí)間來保證撕裂度指標(biāo)是行之有效的辦法?？s短打漿時(shí)間不僅可以提高撕裂度，節(jié)約用電，還可以減少細(xì)小纖維的含量。

(3)如果使用助留、助濾劑后紙張強(qiáng)度下降，或提高不明顯時(shí)，可采用以下方法：

將變性淀粉添加部位往打漿方向移動(dòng)，同時(shí)降低添加濃度（1%)以保證助劑與纖維均勻接觸，避免局部過度絮凝。

在保證灰分提高的前提下，適當(dāng)降低填料的用量。選用同時(shí)具有增強(qiáng)、助留功效的助劑。

(4)如果發(fā)現(xiàn)使用變性淀粉后紙張白度有所下降時(shí)，可采用：

增白劑與變性淀粉的添加地點(diǎn)盡可能相隔較遠(yuǎn)減少相互作用的機(jī)會(huì)，建議在打漿時(shí)加入?？刹捎脧?fù)合填料提高白度?？稍诒砻媸┠z中加入增白劑，這樣可避開助劑間的相互影響。

(5)在紙張強(qiáng)度明顯提高后，可通過增加草類纖維或二次纖維的配比，以減少木漿用量來降低造紙成本、國內(nèi)不少紙廠已取得許多成功的經(jīng)驗(yàn)。