一種新型合成樹脂控制劑的應(yīng)用

該文介紹了昂高推出的樹脂控制劑的新成員——Cartaspers?PLH溶液，一種具有成本效益的樹脂控制的創(chuàng)新產(chǎn)品。文章介紹了Cartaspers?PLH溶液的作用機(jī)理，詳細(xì)闡述了Cartaspers?PLH溶液在工廠中的應(yīng)用實(shí)例，并與滑石粉的作用效果進(jìn)行了對(duì)比。

在制漿過程中，樹脂是主要的有機(jī)污染物，會(huì)降低紙漿從洗滌到干燥整個(gè)工藝過程的效率和產(chǎn)能。

滑石粉是最常用的無機(jī)物樹脂控制劑，但是滑石粉的使用易導(dǎo)致蒸發(fā)器結(jié)垢，所以通常在本色漿料洗滌后加入?；墼谑褂脮r(shí)易揚(yáng)塵，需要采用專門的分散設(shè)備，且需要操作人員的重點(diǎn)關(guān)注。此外，過多使用滑石粉會(huì)加速設(shè)備磨損。

昂高（Archroma）公司推出了一種新型的用于樹脂控制的有機(jī)物吸附劑——Cartaspers?PLH溶液。該產(chǎn)品可在無滑石粉情況下消除樹脂障礙，最大限度地降低對(duì)其他過程參數(shù)的影響。本文詳細(xì)介紹了Cartaspers?PLH溶液在工廠中的應(yīng)用實(shí)例，并與滑石粉的作用效果進(jìn)行對(duì)比。

1 Cartaspers?PLH溶液的作用機(jī)理

Cartaspers?PLH溶液作為一種液體合成吸附劑控制樹脂，與傳統(tǒng)的吸附劑滑石粉和分散劑相比具有眾多優(yōu)點(diǎn)。Cartaspers?PLH溶液干燥后不會(huì)成膜，且因其具有較高的玻璃化溫度（Tg）而沒有黏性。Cartaspers?PLH顆粒與疏水樹脂顆粒結(jié)合，會(huì)提高樹脂顆粒的Tg，降低或去除樹脂的黏性，從而使樹脂顆粒具有鈍化特性，阻止樹脂沉積。因?yàn)镃artaspers?PLH溶液可以在本色漿洗漿機(jī)處添加，所以這些鈍化復(fù)合物可以從系統(tǒng)中去除。

圖1所示為Cartaspers?PLH溶液的主要成分。

圖1 Cartaspers?PLH溶液的組成示意圖

圖1中疏水長(zhǎng)鏈聚合物與樹脂顆粒結(jié)合，聚合物較高的Tg會(huì)提高樹脂顆粒的軟化溫度，從而減少樹脂沉積；親水基團(tuán)使膠體樹脂和聚合物在液相中維持穩(wěn)定，防止絮聚。

Cartaspers?PLH溶液對(duì)非極性（疏水）表面，即樹脂顆粒具有極強(qiáng)的親和力。一旦被吸附，顆粒會(huì)變得親水，并帶有少量負(fù)電荷，促進(jìn)分散，防止聚集。聚合物殼體（shell）較高的Tg會(huì)提高顆粒的軟化溫度，減少聚集。

Cartaspers?PLH溶液鈍化機(jī)理與滑石粉相似，但又存在本質(zhì)的區(qū)別。Cartaspers?PLH顆粒粒徑遠(yuǎn)小于滑石粉顆粒，每克絕干產(chǎn)品中含有超過20萬億個(gè)顆粒，具有極高的比表面積，用量為滑石粉的1/8～1/10。與滑石粉相比，極小的粒徑和巨大的比表面積意味著更高的效率。膠體樹脂顆?？赏耆籆artaspers?PLH溶液顆粒覆蓋，防止產(chǎn)生任何聚集。

2 工廠應(yīng)用實(shí)例

巴西某制漿廠由于采用封閉循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致出現(xiàn)樹脂障礙問題，在使用Cartaspers?PLH溶液前工廠的狀況如下:（1）硫酸鹽低固形物蒸煮；（2）卡伯值為 17；（3）100%桉木闊葉木漿；（4）DD 洗漿機(jī)；（5）滑石粉用量4.5 kg/t，在氧脫木素之后的EP階段后，分2個(gè)添加點(diǎn)加入。

經(jīng)過廠內(nèi)實(shí)驗(yàn)室研究，工廠引入Cartaspers?PLH溶液，第1個(gè)加入點(diǎn)是在氧脫木素后的壓榨濾液中加入，用量為每噸絕干漿300 g。該濾液用于清洗洗滌段前段中的漿料，調(diào)節(jié)漿料濃度以適用于氧脫木素反應(yīng)器前的DD洗漿機(jī)。工廠采用逆向洗滌系統(tǒng)，樹脂會(huì)進(jìn)入燃燒爐，然后被帶入蒸發(fā)設(shè)備，流程如圖2所示。

第2個(gè)加入點(diǎn)是在堿處理階段（EP），以保證能夠去除所有殘余的樹脂。此處Cartaspers?PLH溶液用量為每噸絕干漿150 g。

圖2 使用Cartaspers?PLH的制漿工藝流程圖

測(cè)定結(jié)果顯示，樹脂量明顯降低。圖3和圖4所示為60天內(nèi)膠體樹脂數(shù)量，其中30天用滑石粉處理，另外30天用Cartaspers?PLH溶液處理。

圖3 蒸煮器和第一DD洗漿機(jī)中膠體樹脂顆粒數(shù)量圖

圖4 壓榨后O2、EP、D段和流漿箱中膠體樹脂顆粒數(shù)量圖

制漿廠利用Cartaspers?PLH溶液能夠有效控制樹脂沉積，可以通過控制樹脂膠體數(shù)量保證漿料的性能，降低漿料灰分。與滑石粉相比，使用Cartaspers?PLH溶液處理成本降低了25%。

工廠中試試驗(yàn)結(jié)果如下:

（1）實(shí)驗(yàn)室結(jié)果表明，用量0.45kg/t的Cartaspers?PLH溶液可以代替用量5.0 kg/t的滑石粉，替代比例為 1∶11；

（2）工廠應(yīng)用試驗(yàn)證實(shí)，用量為每噸絕干漿450 g Cartaspers?PLH溶液與用量為每噸絕干漿4.5 kg滑石粉效果相當(dāng)，比例為1∶10。生產(chǎn)質(zhì)量維持在正常水平；

（3）Cartaspers?PLH溶液能明顯降低樹脂數(shù)量、實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化、降低生產(chǎn)成本。

3 Cartaspers?PLH溶液鈍化工藝的優(yōu)勢(shì)

Cartaspers?PLH 溶液鈍化（passivation）工藝具有如下優(yōu)勢(shì):

（1）該產(chǎn)品是水基乳液，交貨后即可使用，僅需1臺(tái)計(jì)量泵，不需要其他的臨時(shí)設(shè)備和干燥處理系統(tǒng)，可以提供安全、無塵的工作環(huán)境。該產(chǎn)品為有機(jī)物，不含鋁或其他金屬離子，不會(huì)給紙張帶來灰分；

（2）使用該產(chǎn)品替代滑石粉，可以消除滑石粉相關(guān)的個(gè)人護(hù)理行業(yè)的健康安全問題，這對(duì)于衛(wèi)生紙、紙巾紙、絨毛漿尤為重要；

（3）每克Cartaspers?PLH溶液中含有超過20萬億個(gè)顆粒，因此其具有極高的表面積，僅使用相當(dāng)于1/8～1/10滑石粉的量即可發(fā)揮有效的鈍化作用；

（4）該親水性分子由具有高Tg的疏水聚合物組成，對(duì)樹脂具有極強(qiáng)的吸附力；

（5）Cartaspers?PLH顆粒粒徑遠(yuǎn)小于樹脂顆粒，會(huì)像殼一樣覆蓋在樹脂顆粒表面，消除樹脂顆粒的黏性；同時(shí)它可以在系統(tǒng)中的樹脂沉積物表面形成保護(hù)層，阻止新的樹脂顆粒進(jìn)一步絮聚沉積，它不會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物和樹脂沉積物破裂；

（6）該產(chǎn)品具有非摩擦性，不會(huì)減少紙機(jī)網(wǎng)布的使用壽命；

（7）Cartaspers?PLH溶液用量少，具有經(jīng)濟(jì)性，其用量相當(dāng)于絕干滑石粉的1/8～1/10，通過工廠實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)可以確定具體的用量；

（8）Cartaspers?PLH溶液列入BfR推薦XIV和XXXVI，符合FDA CFR第21章第176.170和176.180部分的規(guī)定。

總之，與其他鈍化方法相比，Cartaspers?PLH溶液具有上述優(yōu)勢(shì)，能夠提升漿廠效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提供安全的工作環(huán)境。同時(shí)，Cartaspers?PLH溶液用量少，可以降低生產(chǎn)成本。