丙烯酸酯粘合剂在纸制品中的应用
2011-05-19 21:04阅读：
纸制品是我们文化及日常生活中不可缺少的物品，随着科学技术的不断发展，纸制品的用途越来越广，对纸品的要求已不仅是数量的增多已种的更新，而是对质量和性能的更高要求。这样就要求在造纸和纸加工时添加各种造纸化学助剂来改善和提高纸品的质量，使其具有各种特殊的性能。因此，国前对造纸化学助剂的研究越来越广泛，也取得了大量的成果。其中，用于造纸和纸加工的丙烯酸酯类粘合剂的应用就是其中很重要的一项。
一、国内外造纸工业概况
据资料介绍，90年代初，造纸由于受到世界经济不景气的冲击，增长速度较为缓慢。但近几年增长较快，1998年与1992年相比其增长率达到了22
.l％。表1为世界各地纸品的产量。
表1
世界各地区纸与纸板的产量
单位：万吨
1990年
1991年
1997年
1998年
欧洲 7750.6
7510.9
8799.1
9024.5
北美 8801.1
8872.2
10519.3
10457.8
亚洲 5707.1
6044.8
8619.6
8594.8
拉丁美洲 1078.2
1097.2
1364.9
1386.7
澳洲 282.1
282.8
329.7
337.7
非洲 273.6
273.2
300.6
299.6
表2
1998年世界主要国家的纸品生产和销费情况
单位：千吨
国家 纸和纸板产量 比上年增长%
国家 纸浆产量
比上年增长% 国家
纸和纸板的销耗量
比上年增长%
美国 85855
-0.4
美国
58143
-2.1 美国
90953
1.5
日本 29888
-3.7
加拿大
23500 -5.9
中国
32892
0.6
中国 27800
1.3
中国
16520
-4.9
日本
29989
-4.5
加拿大 18723
-1.3
芬兰
11355
2.4 德国
16855
4.5
德国 16310
2.4
日本
10919
-5.0
英国
12477
2.1
芬兰 12703
4.6
瑞典
10541
0.4
法国
10681
3.1
瑞典 9880
1.3
巴西
6719
6.1
薏大利
9919
3.1
法国 9161
0.2
俄罗斯
3810
1.5
加拿大
7306
9.7
意大利 8245
2.7
印尼
3430
12.2 巴西
6211
0.7
韩国 7750
-7.3
法国
2677
-5.5
西班牙
6072
8.4
中国的造纸工业近年来有了较大的发展，目前已拥有5500多个造纸企业，纸和纸板的产量逐年提高，平均增长幅度达9.6%。
随着人民生活水平的提高和科学技术的发展，纸制品的产量还会逐步增长，对纸品质量的要求也会越来越高，对用于造纸业的粘合剂的用量和性能提出了更高的要求。因此,具有优良性能的纸品用丙烯酸酯类粘合剂。以其能够降低造纸和纸加工过程中原材料及能源消耗、减轻环境污染、大幅度提高纸张性能等特点，促进造纸工业的进一步发展。
二、丙烯酸酯类粘合剂的应用
在造纸和纸加工行业使用的粘合剂品种较多，有天然粘合剂和合成粘合剂。根据所要求的各种粘合剂粘着强度、适用性、成膜的性能及对涂层总体性能的影响，人们往往将几种粘合剂并用．以达到取长补短的目的。
在诸多粘合剂中,合成粘合剂应用最多，这是因为合成粘合剂在粘结力、流动性、热可塑性和柔软性等方面都呈现出独到的优点，能优化生产过程，使纸机运行高速化，能用较差的原料生产出更薄、更白、更强的高质量纸张。因此，在造纸、纸加工及纸制品的生产过程中都要用到合成粘合剂，特别是用到丙烯酸酯类粘合剂。
（一）加工纸用粘合剂
1．用于纸张增强
随着我国纸品的产量及品种的增加，造纸原料纸浆的需求量不断上升。我国地域广阔，人口众多，木材资源却相对比较贫乏，以致每年都需要进口大量的废纸纸和纸浆。
高价格的进口纸浆使得国内大多数厂家难以承受，因此，我团还是以短纤维的草浆造纸为主。利用稻草、麦草、芦苇、竹子、麻类、甘蔗、芒杆、龙须草等进行造纸，这就需要大量的增强剂（如丙烯酸酯类粘合剂）。增强剂的使用一方面可以提高纸纤维的强度，使之达到中高档纸的要求．同时也相应地降低了纸浆中的木浆比例。而国外大多采用长纤维的木浆造纸，其强度本身即可达到要求，故增强剂的使用并不普遍。
纸张的增强，对于生产不同应用要求的纸品需采用不同的方式进行。
浸渍：丙烯酸酯类粘合剂具有可挠性，对纤维的粘结力强，它可进人纸纤维的成束部分，使纸品纤维形成网状结构，当经遇到外力时，纤结束不会分离，并可在纤维束不乱的情况下吸收外力，这样就提高了纸的弹性和耐折区，改善了纸张的性能。
表面涂布：用丙烯酸酯类粘合剂对纸张进行表面涂布，可以提高纸张的表面强度，减少拉毛、掉粉，改善其印刷性。就此类性能而言，丙烯酸酯类粘合剂是最好的。经丙烯酸酯类粘合剂涂布的纸张其表面还具有防油、防水的特性。
浆内添加：丙烯酸酯类粘合剂与PPE配合在网前箱加入到纸浆中．胶乳与纤维以非连续的状态缠结在一起，使纸的强度握高并富于透气性。通过添加不同比例的丙烯酸、丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯或苯乙烯合成的不同软硬度的粘合剂，即可得到不同性质的纸张。
由于纸浆纤维呈阴离子佳，依据“同性相斥，异性相吸”的原理，增强剂若为阳离子型，则阳离子电荷与纤维的阴离子电荷会形成电价键或离子巴、可增加结合强度，达到提高纸强度的目的。但目前所用的丙烯酸酯类粘合剂基本上都是阴离子型的，在使用中往往需要加入助留剂且流失较多，显得不很方便。目前国内正在开发研制阳离子型的丙烯酸酯类粘合剂。
2．用于纸张涂布
涂布粘合剂是指在涂布加工中能使颜料相互粘合并粘合于原纸上涂布经有良好的光亮度和印刷性能的化学助剂。它的功能是：用在水溶液或分散液时，既是颜料粒子的分散介质，也是运载介质；能使颜料或涂料与纸面粘着；使颜料和涂料具有保水性；提高涂布纸的印刷适用性能；使涂布层具有耐水性等。
常用于造纸工业中的聚合物乳液主要有苯乙烯-丁二烯乳波、苯乙烯-丙烯酸酯乳液、纯丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯乳液。其中，丁苯乳液是最早用于纸张涂布的粘合剂。80年代北京东方化工厂研究所开发苯丙乳液（PC－01），用于涂布纸粘合剂，并在国内广泛地使用和生产。后又研制了具有保水性能的苯丙乳液（PC－02）．用于涂布白纸板的醋丙乳液（PC－06）、用于涂布纸和铸涂纸的苯丙自交联型乳液（PC－04），PC-04具有挺度好和光泽高等性能。
在用加入粘合剂的涂料对纸张进行涂布加工时，其方法有气刀涂布和刮刀涂布两种。气刀涂布要求涂料粘度低，涂布速度较慢，故此对粘合剂性能的要求不是很高。而刮刀涂布速度较快，在涂布时，由于软刃刮刀的压力产生对涂料的剪切力，因此要求粘合剂具有足够的机械稳定性。
丙烯酸酯类粘合剂用于涂布加工纸时体现出以下几个特点：
机械稳定性强：由表3结果可以看出，纯丙胶乳和苯丙胶乳的稳定性很好，完全可以适应高速涂布机的涂布。
表3
不同粘合剂各种稳定性的比较
粘合剂类型
机械稳定性
化学稳定性
200目筛渣
丁苯 羧基丁苯
日本SSR 优（无渣）
优（渣极微量）
0.01%
SB
优（无渣，少量或微量渣）优（渣极微量）
0.01%-0.02%
SQ
良
0.54%
<0.04%
5050
G
极差
丙烯酸酯
BT 优
优
无
苯丙
优（无渣）
优（0.0175%）
基本无
