任建曉 林濤 殷學(xué)風(fēng)

(陜西科技大學(xué)輕工與能源學(xué)院，陜西 西安，710021)

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，紙和紙板的需求也在不斷的增加。據(jù)相關(guān)資料顯示[1]，我國人均消耗量遠(yuǎn)低于美國的人均消耗量，表明我國在紙和紙板方面的內(nèi)需有很大的潛力。正是最近幾年紙和紙板的利用率大幅提高，造成了原料緊張的問題，廢紙回收成為目前研究的熱點。目前，國內(nèi)外對再生纖維的利用進(jìn)行了大量的研究[2-3]。再生纖維的利用過程也就是廢紙回用的過程，廢紙回用也就是去除雜質(zhì)的過程。這其中最主要的雜質(zhì)就是膠黏物，因而，如何去除膠黏物就成為解決造紙廠困擾的關(guān)鍵技術(shù)問題[4-5]。

膠黏物，一般認(rèn)為是回收利用的黏性物質(zhì)，但是到目前為止，還沒有一個明確的定義從相關(guān)文獻(xiàn)查出大致有以下幾種說法[6-8]：（1)膠黏物是指加入到紙張中的有機物或不是纖維的混合物；（2)膠黏物在廢紙中存在，由于黏性和絮聚的趨勢，能夠在抄紙中導(dǎo)致沉積問題；（3)膠黏物是說明不同起源物質(zhì)的集合名詞，它表示那些具有暫時的或永久的黏性物質(zhì)。

膠黏物主要來源于廢紙中的熱融物、壓敏紙、涂布黏合劑、施膠劑和油墨殘余物等各種人工合成有機物,大多數(shù)膠黏物帶負(fù)電荷[9]。一般膠黏物分為兩大類,一類是天然膠黏物;另一類是再生膠黏物。大多數(shù)膠黏物要借助化學(xué)的方法去除或控制，在去除膠黏物的過程中需要一種化學(xué)助劑，習(xí)慣上稱為固定劑[10]，但是目前常用的固定劑對紙張的物理性能有不良的影響[11]。正是由于膠黏物問題日益嚴(yán)重，因此有必要認(rèn)真對待它[12]。并且尋找有效地控制膠黏物的控制劑。本實驗探索了膠黏物控制劑不同的加入點以及不同的加入量對膠黏物去除效果的影響。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

實驗選用廢舊新聞紙作為實驗原料。

1.2 實驗藥品

膠黏物控制劑（VFT、SCP、VFA、VFP、SCP)；3%的NaOH溶液；4%的Na2SiO3溶液；0.4%的EDTA溶液；2.5%的 H2O2溶液 ；0.5%的 MgSO4溶液；0.3%的脫墨劑（8140HT)；0.3%的硅酸鈉溶液、硫酸銅、乙二胺、硫酸。以上試劑均為分析純，定性濾紙（110mm)。

1.3 實驗儀器

數(shù)字白度儀（杭州高新自動化儀器儀表公司)、水力碎漿機（美國進(jìn)口)、DDJ濾水儀（美國進(jìn)口)、抄片器（陜西科技大學(xué)機械廠)、疏解機（造紙實驗室)、濁度儀、疏解機等 。

1.4 實驗方法

1.4.1 廢紙的預(yù)處理

將廢紙全部用水浸漬，甩干后用疏解機疏解。疏解機設(shè)置為1000轉(zhuǎn)，全部疏解完后平衡水分兩天；然后用水力碎漿機處理漿料，經(jīng)水力碎漿機處理過的漿洗滌三次，裝袋，平衡水分。

1.4.2 膠黏物控制劑加入點的探索

取濕漿362.58g（絕干100g)及藥液；將濕漿與藥液一起放入水力碎漿機，打開開關(guān)開始碎漿；碎漿結(jié)束后，取出漿料，用水洗滌三次，甩干。每次取等量的濾液；最后所得到漿料取約1g絕干漿的濕漿，加水疏解約15s，抄白度片，測白度；所得3份濾液用濁度儀分別測濁度。第一個加入點為將混有VFP的藥液放入水力碎漿機中，第二個加入點為碎漿結(jié)束后再加入VFP；還有做空白試驗對比。

1.4.3 不同用量的控制劑對比試驗

取濕漿59.1102g（絕干漿約17.5g)，加水至 2L，放入膠黏物控制劑，攪拌器攪拌20min；用DDJ儀器進(jìn)行過濾，取濾液體積1200mL，漿料甩干存袋，并做好標(biāo)記；將所得濾液攪勻測濁度，靜置1h后取上層清夜測濁度。然后用布氏漏斗過濾所得濾液，將所得不溶物在烘箱中準(zhǔn)確烘烤4h后取出，冷卻0.5h后稱重后再測灰分；將DDJ過濾所得漿料制作手抄片定量為（60±3)g/m2；再將所得漿料抄白度片測白度；最后做空白試驗對比。

2 結(jié)果與討論

2.1 加入點結(jié)果分析

實驗選用VFP作為探索加入點的膠黏物控制劑。結(jié)果見表1和表2.

表1 白度片白度測量結(jié)果

表2 濾液濁度測量結(jié)果

由表1和表2可以看出，VFP是否混入藥液，最終所得漿的白度和濾液濁度的差別很小。加入點（一)所需的實驗時間要比加入點（二)省10分鐘，這是因為加入點（二)加入VFP后還要攪拌10分鐘。空白試驗與之對比下，空白組明顯。故選擇空白組。

2.2 不同用量控制劑對比實驗結(jié)果分析

實驗選用 VFT、SCP、VFA、VFP、SCP 五種膠黏物控制劑，用量為 3kg/t（0.3%)、9kg/t（0.9%)。 表3給出了不同用量對濾液和上清液濁度的影響。

表3 不同用量對濾液和上清液濁度的影響

在膠黏物控制劑含量相同的條件下，0.3%的含量濾液濁度排序為：VFT＞SCP＞VFP＞VFA＞SCA；0.9%的含量濾液濁度排序為：VFT＞VFP＞SCA＞VFA＞SCP。分析原因可能是：VFT與膠黏物存在吸附作用，并且產(chǎn)物都能通過100目的濾網(wǎng)，而其它四種控制劑可能與膠黏物結(jié)合的粒子過大或者膠黏物吸附在纖維上不能被濾網(wǎng)濾出。

膠黏物控制劑相同，不同含量的條件下，VFP和VFP兩者濾液濁度相差不大，VFP甚至沒有大的改變，而其他三種膠黏物控制劑卻相差很大，含量增加只有VFA和SCA的濁度上升了，分析原因可能是：濁度上升說明含量越大，作用越明顯，而下降的的VFT和SCP說明含量越大，作用反而不太明顯。但是只是這單一的數(shù)據(jù)還不能完全說明問題，需要結(jié)合更多的數(shù)據(jù)才能得到比較真實的結(jié)論。

在膠黏物控制劑含量相同的條件下，0.3%的含量時上層清液的濁度排序為：SCA＞VFT＞VFA＞VFP＞SCP；0.9%的含量時上層清液的濁度排序為：VFY＞VFA＞SCA＞VFP＞SCP。

膠黏物控制劑相同，不同含量的條件下，每一種控制劑不同含量對上層清液濁度的影響都變化特別大。分析原因可能是：上層清液主要反映的是濾液中不能沉淀的物質(zhì)對濾液的影響。0.3%含量的時候，SCA的濾液要比空白的濁度還要高。有一部分顆粒小的膠黏物可能吸附在纖維上，可能是SCA把吸附的這些細(xì)小的膠黏物從纖維上脫離出來，造成濁度要比其他的要高。0.9%含量的時候，VFT濾液的濁度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他甚至是空白試驗?？赡苁窃谶@個含量下，其他控制劑主要起到了助留助濾的作用，VFT一點沒有，反而加大了濾出的作用。

表4 不同用量對白度片的影響

不同用量對白度片的影響見表4。在膠黏物控制劑含量相同的條件下，0.3%的含量時正面白度排序：VFT＞VFP＞VFA＞SCP＞VFP；0.9%的含量時反面白度排序：SCA＞VFT＞VFA＞VFP＞SCP。 膠黏物控制劑相同，不同含量的條件下，VFT白度變化基本沒有，SCP和VFP的白度隨含量的增加而變大，VFA和SCA的白度隨含量的增加而變小。分析原因：VFT的白度沒有變化，說明VFT對白度的影響與含量基本無關(guān)?？瞻捉M的白度基本上比其他都要高，說明可能相當(dāng)一部分細(xì)小的膠黏物吸附在纖維上大大影響了白度。

在膠黏物控制劑含量相同的條件下，0.3%的含量時反面白度排序：VFT＞VFA＞SCA＞SCP＞VFP；0.9%的含量時反面白度排序：VFT＞VFA＞VFP＞SCA＞SCP。膠黏物控制劑相同，不同含量的條件下，VFT、VFA和VFP反面白度基本沒有變化，SCP、SCA變化相對大一點。但總體上變化量是很小的。分析原因：由于個人操作和儀器等原因，使得反面白度檢測數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)誤差，但是不管含量多少，不同類型控制劑，白度比空白都要小一些，說明纖維中還是有相當(dāng)一部分膠黏物或者油墨粒子存在于纖維中，抄白度片時，這些粒子大部分都積聚在白度片反面。

表5 不同用量對塵埃數(shù)的影響

不同用量對塵埃數(shù)的影響見表5。在膠黏物控制劑含量相同的條件下，0.3%的含量時抄片塵埃數(shù)排序：SCA＞VFT＞VFA＞SCP＞VFP； 0.9%的含量時抄片塵埃數(shù)排序：VFP＞SCP＞VFA＞SCA＞VFT。 膠黏物控制劑相同，不同含量的條件下，SCP和VFP的塵埃數(shù)增加了，其他三種的塵埃數(shù)不同程度的減小了。分析原因：所有的控制劑實驗組的塵埃數(shù)都比空白組的塵埃數(shù)少，說明控制劑對于減少纖維中的塵埃都有一定的作用，其中0.9%的VFT的效果最好，0.3%的VFP次之。而0.9%的VFP效果最差。在紙片抄造過程中，需要加入一定的水稀釋漿料，這在一定程度上相當(dāng)于對漿料進(jìn)行了一次洗滌，雖然已經(jīng)嚴(yán)格控制了加入水的體積以保證對其影響效果盡量保持一致減少誤差。

3 結(jié)論

3.1 以舊新聞紙為實驗原料，以VFP作為膠黏物控制劑，在廢紙?zhí)幚砉に囍?，兩個加入點的實驗結(jié)果沒有取得預(yù)想的效果，原預(yù)想是兩個加入點的實驗數(shù)據(jù)可能會有較大差異從而選擇一個效果最好的加入點進(jìn)行下一步實驗，但是兩者差別不大。故放棄了這兩個加入點。

3.2 在不同用量的膠黏物控制劑對比試驗中，這五種新型膠黏物控制劑在0.3%和0.9%的用量下都有不同的實驗數(shù)據(jù)，每種控制劑在不同用量的情況下都有各自的特點?？刂苿￢FT和SCA對于膠黏物的去除效果很小，SCP和VFA的效果比前兩個要好一些，VFP的效果在這五種新型膠黏物控制劑中的效果是最好的。

[1]于海英.廢紙的再生利用與脫墨技術(shù) [J].西南造紙,2004,33(5)： 44～47.

[2]張效林,韓卿.二次纖維回用技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].造紙化學(xué)品,2004(1)：8～12.

[3]張素鳳,史可積,索曉紅.二次纖維性能與回用次數(shù)的關(guān)系[J].紙和造紙,2004(7)：70～73.

[4]陳嘉翔.廢紙制漿技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中國造紙,2003（2)： 43～48.

[5]趙玉林,陳中豪,王福君.廢紙回用過程中膠黏雜質(zhì)的分類及化學(xué)控制[J].林產(chǎn)化工通訊,2001(4)： 17～20.

[6]Ackermann Christiane,Puts H Joachim Gottsching Lothar.Improved sticky determination method asa useful tool for the evaluation of the sticky forming potential of printed products.Research Forum on recycling,Proceedings,2001,P101-106.

[7]Leroux R,Pruszynski P E,Armstrong JR,et al.Control of stickies contaminants in newsprint application-review mechanisms and novel approach.Pulp and Paper Can.1997,98(9):54-60.

[8]Smith SE,Stickies properties and control methods including the role of surface phenomena in control.TAPPI Pulping Conference,Seattle.

[9]陳嘉翔.廢紙漿脫墨和除膠黏物的基礎(chǔ)理論和技術(shù)開發(fā)新進(jìn)展(下)[J].造紙科學(xué)與技術(shù),2006,25(1):1～6.

[10]Leo Neimo.Papermaking Chemistry [M].In:Papermaking Science and Technology.book4.Published in Cooperation with the Finnish Paper Engineers Association and TAPPI,1999.

[11]Seika Tay.Effect of dissolved and colloidal cont aminants in newsprint machine white water on water surface tension and paper physical properties[J].Tappi Journal,2001,84(8):1.

[12]張金霞,張映杞,賀靜等.微膠黏物控制劑在環(huán)保紙中的技術(shù)應(yīng)用 [J].造紙化學(xué)品,2011,23(2):41～43.