造紙化學(xué)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及應(yīng)用探索

吳永勇 江小川

(北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 北京 100020)

引言

對于造紙化學(xué)品產(chǎn)業(yè)與造紙工業(yè)而言，二者具有相互促進(jìn)和相互影響的關(guān)系。通過應(yīng)用造紙化學(xué)品可以使紙張質(zhì)量得到顯著提升，而且還能夠降低造紙工業(yè)給環(huán)境所造成的影響，使造紙資源得到節(jié)約，從而全面提升造紙工業(yè)的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。隨著我國改革開放的不斷深入，造紙工業(yè)的發(fā)展也取得了顯著成果。在改革開放初期，我國機(jī)制紙產(chǎn)量只達(dá)到438.7萬噸，而近些年其產(chǎn)量已得到了顯著提升。與此同時(shí)，在我國制定與實(shí)施相關(guān)環(huán)保政策后，造紙行業(yè)為了保證自身發(fā)展的可持續(xù)性，需要有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，而造紙化學(xué)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也同樣要緊隨時(shí)代發(fā)展步伐，嚴(yán)格按照節(jié)能、環(huán)保、綠色、低碳等要求探索自身的發(fā)展道路。

1 造紙化學(xué)品的分類和功能

對于造紙工藝而言，造紙化學(xué)品的應(yīng)用針對性與專用性相對較強(qiáng)，而結(jié)合其原料路線，以及對相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)明，使產(chǎn)品表現(xiàn)出明顯的多樣性。因此，需要針對造紙化學(xué)品的分類以及功能進(jìn)行具體探討。

1.1 分類

針對造紙化學(xué)品的相關(guān)產(chǎn)品品種進(jìn)行分析，其主要包括以下幾種類型，分別為制漿用化學(xué)品、造紙過程化學(xué)品、功能性化學(xué)品、涂布加工紙用化學(xué)品以及水處理化學(xué)品。其中制漿用化學(xué)品具體包括蒸煮助劑、廢紙脫墨劑、漂白劑和助劑等。而造紙過程化學(xué)品則包括助流助濾劑、消泡劑、防腐劑、絮凝劑、沉積物控制劑以及纖維分散劑等。功能性化學(xué)品具體包括干增強(qiáng)劑、濕增強(qiáng)劑、漿內(nèi)施膠劑、表面施膠劑、熒光增白劑、阻燃劑、柔軟劑以及防水劑等。涂布加工紙用化學(xué)品包括涂布粘合劑、顏料、潤滑劑、顏料分散劑、抗水劑、防腐劑以及消泡劑等。最后，水處理化學(xué)品具體包括甲殼素衍生物、聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚丙烯酰胺以及聚丙烯酸鈉等[1]。

1.2 功能

通過應(yīng)用造紙化學(xué)品可以使紙張被賦予相應(yīng)的性能，并使紙張質(zhì)量得到有效提高，充分保證紙機(jī)的運(yùn)行效能，以此來對更多具有價(jià)值的紙張品種進(jìn)行開發(fā)，使造紙資源得到節(jié)約。與此同時(shí)，通過對造紙化學(xué)品的有效運(yùn)用，還可以使造紙生產(chǎn)過程中所造成的環(huán)境污染問題得到有效緩解，提高造紙以及下游產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2 我國造紙化學(xué)品產(chǎn)品的發(fā)展與應(yīng)用

隨著我國改革開放的逐漸深入，造紙化學(xué)品工業(yè)的發(fā)展水平也得到了顯著提升，而相關(guān)造紙化學(xué)品企業(yè)的產(chǎn)業(yè)體系也逐漸得到完善。以往在造紙過程中所采用的精細(xì)化學(xué)品主要通過國外進(jìn)口，而如今已基本實(shí)現(xiàn)國內(nèi)自產(chǎn)，部分品種還可出口到國外。尤其在21世紀(jì)，我國的造紙化學(xué)品行業(yè)與造紙工業(yè)積極配合，不斷加大技術(shù)創(chuàng)新力度，進(jìn)而取得了顯著的成果，也促進(jìn)了我國造紙化學(xué)品行業(yè)的國際化發(fā)展[3]。

2.1 制漿脫墨化學(xué)品

對于我國早期的廢紙脫墨劑，其主要采用石油化工路線合成，其產(chǎn)品具體包括非離子型和陰離子型等表面活性劑?，F(xiàn)如今，伴隨著我國生物科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，生物酶復(fù)合制劑也得到了有效應(yīng)用，其不僅成本相對較低，而且還能夠降低對環(huán)境所造成的污染。對此，可將生物酶脫墨技術(shù)在造紙產(chǎn)品生產(chǎn)中進(jìn)行有效應(yīng)用，以此來簡化工藝，保證操作的簡單與快捷，提高脫墨效果。

2.2 中性施膠化學(xué)品

對于中性造紙技術(shù)而言，其核心在于開發(fā)與應(yīng)用中性施膠劑產(chǎn)品。我國在上世紀(jì)的90年代，針對AKD中性施膠劑的研發(fā)取得了顯著成果，并將其應(yīng)用于草木混合漿或者木漿生產(chǎn)文化用紙過程當(dāng)中，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。近些年來，隨著我國造紙化學(xué)品產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)企業(yè)與高等院校和科研院所也加強(qiáng)了合作，并聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，使中性施膠劑化學(xué)品的生產(chǎn)及應(yīng)用得到了創(chuàng)新發(fā)展。AKD中性施膠劑不僅具有良好的施膠效果，而且生產(chǎn)穩(wěn)定，成本也相對較低[4]。

2.3 紙張干增強(qiáng)劑

增強(qiáng)劑是一類功能性化學(xué)品，廣泛應(yīng)用于造紙抄造過程當(dāng)中，可以使紙張被賦予較高的物理指標(biāo)，而且成紙的裂斷長、耐折度、耐破度以及環(huán)壓指數(shù)等指標(biāo)均可得到滿足?，F(xiàn)如今，變性淀粉系列產(chǎn)品以及聚丙烯酰胺是我國造紙生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛的一類增強(qiáng)劑。對于變性淀粉系列產(chǎn)品而言，其發(fā)展速度相對較快，而且已逐步實(shí)現(xiàn)專業(yè)化發(fā)展，可以使紙張強(qiáng)度得到有效提高，并使木漿得到節(jié)約。

2.4 紙張表面處理化學(xué)品

現(xiàn)如今，我國高檔紙市場具有較高的需求，相關(guān)造紙企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中，不僅要對紙張的表面強(qiáng)度進(jìn)行改善，而且還應(yīng)顯著提升施膠度，因此需要有效運(yùn)用相關(guān)表面處理化學(xué)品。我國相關(guān)材料公司對DS-SS系列的表面施膠劑產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)與生產(chǎn)，該類表面施膠劑產(chǎn)品的應(yīng)用可以有效滿足造紙行業(yè)需求，使吸水值得到有效改善，能夠進(jìn)一步提高紙張的表面處理效果，具有良好的社會效益。

2.5 耐高溫紙用化學(xué)品

我國相關(guān)有機(jī)化學(xué)公司對CK型耐高溫助劑進(jìn)行了成功研制，而且還具有自主知識產(chǎn)權(quán)。此產(chǎn)品的研制可以使天然纖維具有的耐熱性得到提高，而且還能夠保證纖維的物理性能，主要在耐高溫紙種當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，具體包括不銹鋼板耐熱墊紙、大型玻璃襯紙、耐高溫絕緣紙等。在絕緣紙生產(chǎn)過程當(dāng)中通過對該產(chǎn)品進(jìn)行使用，即使在油介質(zhì)150℃-250℃的情況下，使用接近兩年的時(shí)間，其耐熱性能依然能夠滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，CK型耐高溫助劑是一類綠色環(huán)保的水溶性產(chǎn)品，具有不燃、無毒以及無爆炸危險(xiǎn)的特點(diǎn)，因此安全性較高[5]。

2.6 染料和熒光增白劑

對于產(chǎn)品的包裝箱而言，其原材料相紙板的色彩主要為棕色調(diào)，相關(guān)公司在三色調(diào)的基礎(chǔ)上，對棕黃藍(lán)調(diào)色進(jìn)行了成功研發(fā)，這也是箱紙板的染料類型變得更加豐富，具體包括直接籃DI-5B、直接黃DY-5I等，而且染料的耐光性以及耐熱性十分良好。而對于熒光增白劑，我國相關(guān)化工公司也成功研制出一系列熒光增白劑產(chǎn)品，而且市場占有率相對較高，可以有效保證產(chǎn)品品質(zhì)。與此同時(shí)，相關(guān)產(chǎn)品無粉塵污染，因此與造紙企業(yè)的環(huán)保要求相符合，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。

2.7 過程化學(xué)品

近些年來，我國造紙行業(yè)的發(fā)展正在逐漸向高檔化、中性化以及高速化的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變，而且對過程化學(xué)品也具有較高的需求，其中使用較為廣泛的過程化學(xué)品包括消泡劑以及殺菌劑。針對消泡劑進(jìn)行分析，我國相關(guān)科技研究公司有效開發(fā)了消泡劑關(guān)鍵技術(shù)，并取得了顯著突破，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，每年推出若干個新品種，使產(chǎn)品的市場競爭力得到了顯著提升，同時(shí)也極大的縮短了我國在此類技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家間的差距[6]。

3 造紙化學(xué)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對策

3.1 加快開發(fā)適應(yīng)我國國情的造紙專用化學(xué)品

當(dāng)前階段需要對適應(yīng)我國國情的造紙專用化學(xué)品進(jìn)行有效開發(fā)，而目前我國已開發(fā)出相關(guān)造紙化學(xué)品產(chǎn)品，具體包括以下幾種類型。

首先，非木材纖維專用化學(xué)品。我國的造紙纖維原料不同于歐美等發(fā)達(dá)國家，該類國家具有豐富的森林資源，因此，在采用造紙纖維原料時(shí)，其主要為木漿，在總原料中占比達(dá)到97%以上。而我國的森林資源相對缺乏，因此木漿原料所占比重在17%以下，而草漿等原料的比重則達(dá)到80%以上。在世界范圍內(nèi)，我國作為草漿大國，具有較高的草類纖維漿產(chǎn)量，而且對比木材纖維，草類纖維漿的強(qiáng)度相對較低，具有較高的保水值，而且還有著許多的細(xì)小纖維，相關(guān)雜化學(xué)物的含量也比較高。這也使得草漿造紙的質(zhì)量相對較差，不僅存在細(xì)小纖維流失、車速慢以及斷頭多等問題，而且對造紙抄造等過程也會帶來困難。對此，我國需要對草漿專用化學(xué)品進(jìn)行開發(fā)，具體包括表面處理劑、中性施膠劑、助力劑、助流劑、增強(qiáng)劑等，從而使草漿原料的使用效果得到提升，進(jìn)一步保證造紙質(zhì)量。

其次，再生紙專用學(xué)品。為了使木材資源得到節(jié)約，也為了使生態(tài)環(huán)境的保護(hù)水平得到提高，需要在造紙過程當(dāng)中有效制造再生紙，并應(yīng)用二次纖維。而應(yīng)用再生紙，需要對造紙化學(xué)品進(jìn)行有效開發(fā)與應(yīng)用。例如，在回收印刷后的廢紙時(shí)，需要進(jìn)行脫墨處理，對此需要充分研發(fā)脫墨劑以及脫墨技術(shù)。

最后，表面專用化學(xué)品。我國目前在表面化學(xué)品方面的研究與開發(fā)還相對落后，因此需要加強(qiáng)開發(fā)表面化學(xué)品，其主要研究內(nèi)容為新型表面施膠劑，其不僅具有優(yōu)質(zhì)的性能，而且還有著良好的環(huán)保特征，可以進(jìn)一步滿足造紙要求。

3.2 重視規(guī)?；?、系列化和專用化發(fā)展

現(xiàn)如今，我國造紙行業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，而造紙化學(xué)品的整體研發(fā)水平也得到了顯著提升。對此，相關(guān)造紙企業(yè)需要對系列化、規(guī)?；约皩I(yè)化發(fā)展加大重視，以此來有效解決質(zhì)量不穩(wěn)定、產(chǎn)量低、品種少以及專用性差等相關(guān)問題，促進(jìn)我國造紙行業(yè)的快速發(fā)展。

3.3 重視造紙化學(xué)品應(yīng)用技術(shù)及專用設(shè)備的研究與開發(fā)

針對造紙化學(xué)品進(jìn)行分析，其應(yīng)用技術(shù)對比合成技術(shù)要具有更為重要的作用。而目前我國的紙機(jī)工藝、造紙?jiān)系葘Ρ劝l(fā)達(dá)國家還存在一定差距，對此需要深入研究制漿的電位、化學(xué)品配伍以及化學(xué)組合，并要有效推廣典型的企業(yè)、紙種以及紙機(jī)，有效落實(shí)技術(shù)咨詢與服務(wù)工作，從而全面提升造紙企業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢。與此同時(shí)，還需要結(jié)合我國國情有效研究造紙化學(xué)品的專用設(shè)備，對高速度化、大型化以及高度自動化的設(shè)備進(jìn)行有效制備，合理添加化學(xué)品，完善生產(chǎn)線，從而全面提高造紙化學(xué)品的研究和生產(chǎn)水平。

3.4 加強(qiáng)國際交流與合作

首先，我國在開發(fā)和研究造紙化學(xué)品時(shí)，需要和國外先進(jìn)技術(shù)加強(qiáng)合作與交流，并對國外的先進(jìn)技術(shù)理念進(jìn)行借鑒，結(jié)合我國國情有效開發(fā)出滿足造紙行業(yè)發(fā)展的相關(guān)造紙化學(xué)品。在上世紀(jì)60年代，相關(guān)發(fā)達(dá)國家已開始研究造紙化學(xué)品，并在造紙行業(yè)當(dāng)中逐步應(yīng)用中性施膠劑、變性淀粉等相關(guān)產(chǎn)品，并逐漸形成系列產(chǎn)品。對此，我國也應(yīng)集中研究力量，成立具體的研究開發(fā)公司，提供充足資金，以此來全面提高我國造紙化學(xué)品的研發(fā)水平。除此之外，在開發(fā)造紙化學(xué)品時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)國內(nèi)造紙企業(yè)之間的合作，從而取得更多的研究成果，研發(fā)出相關(guān)的專利技術(shù)，促進(jìn)我國造紙行業(yè)的健康發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，造紙化學(xué)品行業(yè)的發(fā)展對我國造紙工業(yè)發(fā)展具有重要意義，因此，現(xiàn)階段需要對造紙化學(xué)品的研究與開發(fā)加大重視，有效運(yùn)用先進(jìn)的造紙化學(xué)品，以此來全面提高造紙質(zhì)量，滿足我國造紙行業(yè)的發(fā)展需求，推動造紙行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。