Alistair Diack

索理思：世界級生活用紙濕強樹脂供應商

Solenis: Wet Strength Resins for Tissue

Alistair Diack

編者按：索理思（原亞什蘭水技術）公司開創(chuàng)了高濕強紙生產(chǎn)的新紀元，研發(fā)了KymeneTM濕強樹脂，首次將聚酰胺聚胺–環(huán)氧氯丙烷（PAE）樹脂引入了市場。為了更好地滿足客戶的需求及可持續(xù)發(fā)展的需求，該公司不斷改進KymeneTM濕強樹脂的工藝，保持領先地位。

索理思KymeneTM濕強樹脂一經(jīng)問世就獲得了成功，其既能在中性/堿性造紙工藝中發(fā)揮作用，還具有新型濕強性能。如今，KymeneTM就是全球市場上濕強樹脂的代名詞。

近年來，人們更加關注紙制品的制造工藝以及制造過程中所使用的化學品是否會對環(huán)境和人體健康造成危害，而且針對該行業(yè)出臺了很多監(jiān)管措施。為了確保符合可持續(xù)發(fā)展的要求，造紙企業(yè)必須改變生產(chǎn)工藝來適應這些監(jiān)管措施。另外，這些措施也推動化學品供應商開發(fā)新產(chǎn)品和新技術來幫助造紙企業(yè)適應不斷變化的要求。

隨著這些監(jiān)管措施的推出，已研制出更新型的PAE樹脂。通常情況下，這些監(jiān)管措施都是針對某一地區(qū)的，所以單一的、標準化的解決方案不可能在全球都適用。因而，希望向全球市場提供產(chǎn)品的造紙企業(yè)不但要確保產(chǎn)品等級符合要求，還要符合地區(qū)性的法規(guī)。

除了對該行業(yè)的外部監(jiān)管措施，濕強紙制品的主要生產(chǎn)企業(yè)提出了可持續(xù)發(fā)展的方案，以確保其業(yè)務的長期生命力。這些方案通常含有通過減少整個生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響來保證符合可持續(xù)發(fā)展要求的內(nèi)容。

在生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)，由己二酸和二亞乙基三胺（DETA）制成的預聚物在非常精確的條件下與表氯醇反應，見圖1。就是該環(huán)節(jié)生產(chǎn)出最終的活性濕強樹脂以及一些應當盡量減少的副產(chǎn)品。

多年來，索理思的研究人員一直在對基本的化學反應機理進行改進，以能制造出高固體含量的高性能樹脂，并減少副產(chǎn)物，如1,3–二氯丙醇（1,3–DCP）和氯丙二醇（3–MCPD），以及氨基氯乙醇（ACH）和聚合物鍵合CPD（PB–CPD）。

索理思在不降低其效率的前提下，減少了KymeneTM濕強樹脂中的有機氯含量，引導了行業(yè)趨勢。公司已經(jīng)開發(fā)出了能更好控制精度的新制造工藝，可以最大化表氯醇生成氮雜環(huán)丁酰氯（AZE）的效率，后者是PAE樹脂的反應部分，同時最小化1,3–DCP和3–MCPD的生成量。

此外，不斷投資和引進創(chuàng)新技術，這些技術可以在堿性PAE樹脂制造出來后用來減少有害副產(chǎn)物，從而制造“更清潔”的產(chǎn)品。在這些產(chǎn)品中，環(huán)氧氯丙烷（EPI）以及可吸附有機鹵化物的含量更低。另外，較高的固體含量和高效率的PAE樹脂更符合環(huán)境可持續(xù)性要求，至于需要考慮的可持續(xù)發(fā)展方案，見表1。

如今，PAE樹脂占據(jù)了濕強劑市場90％的份額，只有很少的生產(chǎn)商使用其他樹脂，如脲醛樹脂等。在這個市場中，有將近一半的產(chǎn)品為KymeneTM品牌。

索理思將各種先進技術引入到行業(yè)廣泛使用的產(chǎn)品中，如：G1、G2、G2.5以及G3 PAE樹脂，從而實現(xiàn)在全方位滿足客戶的合規(guī)性需求的同時，也平衡了使產(chǎn)品符合可持續(xù)性要求的全球成本。KymeneTM成功的原因之一是其廣泛的產(chǎn)品配置，使得造紙企業(yè)可以定制其濕強方案，從而滿足區(qū)域需求和法規(guī)要求。

圖1　典型的PAE樹脂生產(chǎn)和環(huán)氧氯丙烷副產(chǎn)物形成的化學方程式

表1　可持續(xù)發(fā)展計劃方案

技術概述

KymeneTM濕強劑，基于聚酰胺環(huán)氧氯丙烷（PAE）樹脂的化學特性，幫助造紙企業(yè)針對消費者市場提高濕強等級。這些等級包括生活用紙（面巾紙、廚房紙巾、擦拭紙、餐巾紙和餐桌用紙)、包裝（液體包裝、無菌容器、托盤以及其他形式的食品包裝）和特殊產(chǎn)品（茶包、咖啡過濾紙、標簽、貨幣、復合紙等）。

和所有的PAE樹脂一樣，KymeneTM中的聚合物含有季銨基團，可以吸附在帶負電荷的紙張纖維上，并繼續(xù)進行交聯(lián)，即使紙張干燥和固化也沒有影響。這意味著經(jīng)過KymeneTM濕強樹脂處理過后的紙張在入庫以后，其濕強度仍然繼續(xù)增加。

PAE樹脂適用于中性到堿性pH環(huán)境，并能保持濕強度持久有效。這有助于提高紙機的效率，且不會像其他化學品一樣對紙張吸收性造成不利影響。

膜分離技術

索理思開創(chuàng)了一個生物脫鹵工藝，可以有效清除環(huán)氧氯丙烷殘留物，而不產(chǎn)生額外的廢物。至今，該工藝已使用了多年。通過進一步的研究，索理思發(fā)明了一種具有革命性的膜分離技術（見圖2），可以幫助造紙廠減少1,3–DCP、3–MCPD以及AOX總量，而不會影響樹脂的功能。

圖2　索理思采用已獲專利權的膜分離技術降低環(huán)氧氯丙烷副產(chǎn)物

合規(guī)性及可持續(xù)性

索理思可提供多種產(chǎn)品組合的濕強樹脂，以滿足嚴苛的合規(guī)性及監(jiān)管標準。公司還提供各種解決方案幫助工廠達到“北歐白天鵝環(huán)保標簽”認證所規(guī)定的環(huán)境標簽認證要求以及德國聯(lián)邦風險評估研究所( BfR)發(fā)布的推薦性標準，并根據(jù)造紙廠的具體需求提供各類產(chǎn)品，例如生產(chǎn)鄰二甲苯含量非常低的全無氯的紙產(chǎn)品等。產(chǎn)品矩陣見圖3。

圖3　根據(jù)客戶需求不斷改進的PAE樹脂的合規(guī)性和性能矩陣

供應鏈

索理思是唯一一家真正的全球性PAE濕強樹脂供應商，在全球有12個生產(chǎn)廠，有兩個獲得許可的濕強樹脂生產(chǎn)裝置。

這樣的生產(chǎn)廠布局使其與任何客戶都很接近，縮短了運距，同時也降低了運費。同時，這也使索理思具有備份生產(chǎn)能力，即使某個生產(chǎn)裝置出現(xiàn)了生產(chǎn)問題，也不會影響公司向客戶供貨。

相關鏈接：

索理思是一家全球領先的專用化學品制造商，主要面對紙漿、造紙、油氣、化學品處理、采礦、生物煉制、電力以及市政市場。其前身是亞什蘭水技術公司，與Hercules公司、Houghton公司、貝茨醫(yī)藥公司、Dearbor公司以及Quaker公司有數(shù)十年的合作經(jīng)驗。公司經(jīng)營的產(chǎn)品系列包括各種工藝用、功能性和水處理化學品以及先進的監(jiān)控系統(tǒng)。利用這些科技產(chǎn)品，減少環(huán)境影響。公司總部位于美國特拉華州威明斯頓市，共運營30套生產(chǎn)設施，戰(zhàn)略性地布局于全球各地。

（摘編自Perini Journal/2014年9月，孫靜終審）