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表面施膠劑的種類和特點
點擊次數：2242 發布時間：2021-12-20
表面施膠是紙張加工過程中的一個工序，通常位于紙機的烘干部末端，使紙頁在未完全干燥卻具有一定的強度時噴涂一層膠液，經后續的干燥后在紙張表面形成一層膠膜，從而達到改變紙張表面性能的目的。隨著造紙工業技術水平的提高，紙張的表面施膠已經成為一種常規的紙張處理工序，尤其是近年來因印刷、復印、傳真的普及對文化紙、包裝紙和瓦楞紙的表面性能、強度及抗水性提出了更高的要求，因此造紙工業在不斷的探求新的表面施膠技術。
表面施膠劑在功能上通常有增加抗水性和增強紙張強度。提高抗水性的表面施膠劑可選用烷基烯酮二聚體(AKD)、苯乙烯馬來酸酐共聚物等；增強類膠劑可選用淀粉、羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯(PVA)醇等。這些常用的表面施膠劑的種類和特點如下：
1、淀粉及其改性物
淀粉是一種天然高分子化合物，它是一種重要的表面施膠劑和紙張增強劑。玉米淀粉使用比較廣泛，薯類淀粉使用效果較好。天然原淀粉粘度高，流動性差，容易凝聚，用水稀釋后容易沉淀，在粘結性、成膜性方面還存在很大的局限性，所以在施膠系統中多使用的是改性淀粉。使用淀粉改性物作為表面施膠劑最大的優點就是原料豐富，價格便宜，非常適合中國的國情，另外表面增強效果明顯，又可改善印刷效果。但淀粉是高分子水溶性物質，結構中含有親水基，在成膜后難以阻隔液體的滲透，這就需要用變性淀粉和其它的表面施膠劑配合使用來達到紙張的要求。
2、聚丙烯酰胺(PAM)
PAM作為表面施膠劑，在使用時和乙二醛混合，兩者在于燥過程中可形成交聯網絡。由于紙頁中存在三價鋁離子和鈣離子等，PAM分子中的部分-CONH：基團又水解成-COOH，這些金屬多價離子會與PAM中的-COOH產生離子交聯鍵，從而使紙而產生抗水性。PAM價格高，質量好，適合和價格便宜的淀粉配合使用。
3、 聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇按聚合度和水解度不同分為多種規格，一般用作表面施膠的PVA聚合度為l000~2000，醇解度為98％~99％。經PVA表面施膠的紙張，干燥后纖維有很好的黏合力，表面強度好，PVA所形成的覆膜有很好的抗油脂性，但缺點是粘度高，涂布性差，易滲透到紙層內部(僅起到提高表面強度的作用)，通常為了達到所需的表面施膠效果，不免要加大用量。為解決這一問題，可采用硼酸預處理技術，其原理是經硼酸處理后的紙張在涂布PVA時，硼酸和PVA可發生交聯反應而形成凝膠體，抑制了PVA向紙層內部的過量滲透。達到相同表面強度，如果只用PVA可能要用3％溶液，但采用1％~1.5 ％的硼酸溶液處理，濃度只要1％就夠了。現在淀粉聚乙烯醇作為表面施劑的應用紙種及紙廠不斷減少。
4、羧甲基纖維素CMC
CMC是一種白色的粉末狀、粒狀或纖維狀物質，無臭、無味、無毒，是一種很好的表面施膠劑。CMC一般粘度在300mPa.S以下，取代度在0.6~0.75時，比較適合用作表面施膠劑。與PVA相比，羧甲基纖維素(CMC)用作表面施膠劑具有更高的優越性，它具有優秀的成膜性和整膜轉移性能，能在紙張表面形成很好的封閉性和抗油性；由于變性淀粉的成膜性差，不可能在紙表面形成連續完整的膜，且會在紙張表面形成“積聚物”而堵塞孔隙，致使印刷時產生斑點，因此，淀粉與CMC配合后，可以很大程度上克服這種缺點；CMC具有很好的分散性，它可以將其它膠料粒子充分分散而形成均一穩定的體系；如果采用適量配有CMC的膠料表面施膠，可以在紙張表面形成一層連續完整而柔韌的薄膜，這層膜有調濕功能，可以防止紙張在印刷過程中的翹曲形變并消除套印時的尺寸誤差；由于CMC出色的粘結能力，加強了板紙表面纖維與纖維之間、纖維與填料之間的結合，從而有效地提高了紙張的表面強度，而且使紙張表面獲得很好的油墨接受性，提高了紙張的光澤度，使印刷出來的文字圖像既光澤靚麗，又能減少墨耗。
表面施膠劑在功能上通常有增加抗水性和增強紙張強度。提高抗水性的表面施膠劑可選用烷基烯酮二聚體(AKD)、苯乙烯馬來酸酐共聚物等；增強類膠劑可選用淀粉、羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯(PVA)醇等。這些常用的表面施膠劑的種類和特點如下：
1、淀粉及其改性物
淀粉是一種天然高分子化合物，它是一種重要的表面施膠劑和紙張增強劑。玉米淀粉使用比較廣泛，薯類淀粉使用效果較好。天然原淀粉粘度高，流動性差，容易凝聚，用水稀釋后容易沉淀，在粘結性、成膜性方面還存在很大的局限性，所以在施膠系統中多使用的是改性淀粉。使用淀粉改性物作為表面施膠劑最大的優點就是原料豐富，價格便宜，非常適合中國的國情，另外表面增強效果明顯，又可改善印刷效果。但淀粉是高分子水溶性物質，結構中含有親水基，在成膜后難以阻隔液體的滲透，這就需要用變性淀粉和其它的表面施膠劑配合使用來達到紙張的要求。
2、聚丙烯酰胺(PAM)
PAM作為表面施膠劑，在使用時和乙二醛混合，兩者在于燥過程中可形成交聯網絡。由于紙頁中存在三價鋁離子和鈣離子等，PAM分子中的部分-CONH：基團又水解成-COOH，這些金屬多價離子會與PAM中的-COOH產生離子交聯鍵，從而使紙而產生抗水性。PAM價格高，質量好，適合和價格便宜的淀粉配合使用。
3、 聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇按聚合度和水解度不同分為多種規格，一般用作表面施膠的PVA聚合度為l000~2000，醇解度為98％~99％。經PVA表面施膠的紙張，干燥后纖維有很好的黏合力，表面強度好，PVA所形成的覆膜有很好的抗油脂性，但缺點是粘度高，涂布性差，易滲透到紙層內部(僅起到提高表面強度的作用)，通常為了達到所需的表面施膠效果，不免要加大用量。為解決這一問題，可采用硼酸預處理技術，其原理是經硼酸處理后的紙張在涂布PVA時，硼酸和PVA可發生交聯反應而形成凝膠體，抑制了PVA向紙層內部的過量滲透。達到相同表面強度，如果只用PVA可能要用3％溶液，但采用1％~1.5 ％的硼酸溶液處理，濃度只要1％就夠了。現在淀粉聚乙烯醇作為表面施劑的應用紙種及紙廠不斷減少。
4、羧甲基纖維素CMC
CMC是一種白色的粉末狀、粒狀或纖維狀物質，無臭、無味、無毒，是一種很好的表面施膠劑。CMC一般粘度在300mPa.S以下，取代度在0.6~0.75時，比較適合用作表面施膠劑。與PVA相比，羧甲基纖維素(CMC)用作表面施膠劑具有更高的優越性，它具有優秀的成膜性和整膜轉移性能，能在紙張表面形成很好的封閉性和抗油性；由于變性淀粉的成膜性差，不可能在紙表面形成連續完整的膜，且會在紙張表面形成“積聚物”而堵塞孔隙，致使印刷時產生斑點，因此，淀粉與CMC配合后，可以很大程度上克服這種缺點；CMC具有很好的分散性，它可以將其它膠料粒子充分分散而形成均一穩定的體系；如果采用適量配有CMC的膠料表面施膠，可以在紙張表面形成一層連續完整而柔韌的薄膜，這層膜有調濕功能，可以防止紙張在印刷過程中的翹曲形變并消除套印時的尺寸誤差；由于CMC出色的粘結能力，加強了板紙表面纖維與纖維之間、纖維與填料之間的結合，從而有效地提高了紙張的表面強度，而且使紙張表面獲得很好的油墨接受性，提高了紙張的光澤度，使印刷出來的文字圖像既光澤靚麗，又能減少墨耗。
