微细胶粘物的形态变化

刘军钛

（深圳市三力星实业有限公司，广东 深圳 518034）

微细胶粘物的形态变化

刘军钛

（深圳市三力星实业有限公司，广东 深圳 518034）

纸浆中的微细胶粘物是造成纸机胶粘物问题的主要原因，控制胶粘物问题需要降低微细胶粘物的数量，并防止其粒径变大。该文利用流式细胞术研究了废纸造纸系统中微细胶粘物的形态变化。研究表明，使用膨润土和定着剂都可以降低纸浆中微细胶粘物的浓度；不同的是，前者同时降低胶粘物粒子的粒径，而后者则可能造成粒径变大。

胶粘物；流式细胞术；膨润土；定着剂

胶粘物是造纸过程中经常出现的问题，随着大量使用废纸和机械浆，胶粘物问题日趋严重。为了在造纸过程中有效地降低胶粘物造成的危害，有必要弄清楚胶粘物的形成和防治过程。

1 胶粘物形成机理

目前广泛接受的理论认为，纸机胶粘物来源于纸浆中带有黏性的物质，例如：树脂、油墨、热熔胶、黏合剂、涂布胶乳等[1]。在碎浆和打浆时，这些物质会从浆板、废纸或损纸上被分离出来，以微细胶体粒子形态分散在浆水体系中。在纸浆的流送过程中，这些微细胶粘物受到温度及pH变化、纸浆混合、湿部化学品等影响，失稳而聚集，形成较大的胶粘物颗粒，在纸机机件及网毯表面沉积，最终造成胶粘物问题[2]。

根据这一理论，控制胶粘物最好的方法就是减少纸浆中微细胶粘物的数量，同时防止它们聚集（即阻止胶体粒子的粒径变大）。最常用的控制方法是定着和除粘[3]。定着——使用定着剂将微细胶粘物定着在纤维上，从而带出纸机系统；除粘——加入滑石粉或膨润土，吸附微细胶粘物，并降低它们的沉积趋势。

在纸机系统中，微细胶粘物的形态和数量如何变化？应用以上化学控制方法后，情况又会发生怎样变化？这些都是胶粘物控制中急需搞清楚的问题。因为测定手段上的限制，以往这方面的研究都是采用电荷、浊度或组分测定等间接方法，本文利用流式细胞术对此进行了直接研究。

2 流式细胞术

流式细胞术（flow cytometry）是细胞在流动状态下的检测技术，广泛用于生物学及医学研究，近年来被用来检测纸浆体系中的胶体粒子。流式细胞术以流式细胞仪（flow cytometer）为测定手段，后者用一定波长的激光激发流体中经过染色的单个粒子，从而可以直接测定纸浆及白水中胶体粒子的粒径和浓度[4]。

测定时，取待测纸浆或在纸浆中加入相关化学品，用 200 μm滤网过滤纸浆，然后在滤液中加入荧光染料和标准粒子，混匀，最后上机测定。

3 微细胶粘物的变化情况

本研究所用的纸浆为全废纸浆，取自亚太区某大型新闻纸厂。

3.1 纸机系统

从纸机系统的重点部位取浆样进行测定，结果见图1。

图1 纸机系统中微细胶粘物的变化情况

由图1可以看出，从废纸浆池到纸机流浆箱，微细胶粘物始终存在。在所测定的样品中：（1）废纸浆池的微细胶粘物浓度最高，粒径最小，说明大量的微细胶粘物从废纸上被分离出来，尚未发生明显聚集；（2）在随后的流送过程中，脱墨、筛选等工艺将部分微细胶粘物去除，同时也有许多微细胶粘物回吸到纸浆纤维上，所以微细胶粘物浓度逐渐下降。但是，微细胶粘物的粒径明显增大，说明微细胶粘物不断聚集，成为更大的颗粒；（3）白水中微细胶粘物的浓度大幅升高，说明有大量的微细胶粘物在白水系统中循环。

根据以上测定结果，如果使用定着或除粘处理时，相关化学品的加入点应选在微细胶粘物浓度最高的地方，即混合浆池之前的地点。另外，如果能对白水进行针对性处理，也会十分有利于胶粘物控制。

3.2 膨润土的作用

膨润土为天然无机粉末，经过化学改性的膨润土具有良好的亲水性、润胀性和吸附性，在抄纸过程中主要用于胶粘物控制和助留助滤。与滑石粉相比，膨润土的比表面积和亲水性更好，控制胶粘物的性价比也更高。

取浓浆，加入膨润土，然后测定，结果见图2。

图2 膨润土的作用

从图2可见，加入膨润土后，纸浆中微细胶粘物的浓度及粒径均有显著下降，说明膨润土除了以粉末包覆方式降低胶粘物颗粒的黏性以外，还可以有效地控制微细胶粘物的形态，减少它们造成胶粘物问题的机会。

3.3 定着剂的作用

定着剂是强阳电性、低相对分子质量的有机聚合物，抄纸使用的定着剂以聚胺类产品为主。

取浓浆，加入聚胺类定着剂，然后测定，结果见图3。

图3 定着剂的作用

从图3可以看出，定着剂去除微细胶粘物的作用十分明显。加入定着剂后，纸浆中微细胶粘物的浓度大幅降低，但是粒径却增加。

比较图2和图3可以看出，膨润土和定着剂虽然都能控制胶粘物，但它们的机理有所不同。膨润土为惰性化学品，通过吸附作用去除微细胶粘物，同时防止粒子聚集；而定着剂具有很强的阳电性，通过絮凝作用去除微细胶粘物，而这种作用会导致粒子聚集，粒径增大。

在另一实验中，比较了同类但相对分子质量不同的定着剂，结果见表1。

表1 相对分子质量对定着剂处理效果的影响

由表1可看出，提高定着剂的相对分子质量有助于去除纸浆中的微细胶粘物，但同时也会强化粒子的聚集行为。显然，定着剂控制胶粘物的最终效果取决于微细胶粘物浓度降低和粒径增大的相对程度。

在实际应用中，特别是在纸浆胶粘物含量较多的情况下，正确选择加入点和限制定着剂的絮凝效果至关重要。提高定着剂的相对分子质量或过量添加，虽然可以获得更好的定着效果，但很容易造成胶粘物聚集，从而抵消定着剂去除微细胶粘物的良好效果。

4 结语

根据以上研究结果，可以得出以下结论。

（1）在纸浆的流送过程中，纸浆中的微细胶粘物浓度逐渐下降，但粒径逐渐增大。因此，采用定着或除粘法控制胶粘物时，化学品的最佳加入点是浓浆及白水中。

（2）在纸浆中加入有机定着剂或膨润土都可以有效地降低微细胶粘物的浓度。不同的是，前者会同时减小粒径，而后者则可能导致粒径增大。

以上结论对于利用化学方法控制胶粘物具有一定的指导意义。

［1］陈嘉翔.废纸回用时发生胶粘物问题的来龙去脉［J］.中华纸业，2003，24（9）：53-56.

［2］Bruno Carre，Josiane Brun，Gerard Galland.The incidence of the destabilisation of the pulp suspension on the deposition of secondary stickies［C］.Munich：7th PTS Deinking Symposium，1996.

［3］万金泉，马邕文.废纸造纸及其污染控制［M］.北京：中国轻工业出版社，2004.

［4］刘军钛.介绍两件湿部化学测量仪器［J］.中华纸业，2007，28（S 2）：25-26.

Changes in the Form of Micro Stickies

LIU Jun-tai
（Shenzhen San LiXing Industry Co.，Ltd.， Shenzhen 518034，China）

Paper machine stickies problems mainly result from micro stickies in the pulp suspension.Good stickies control requires to decrease the amount of the micro stickies，and to inhibit the increase of their particle sizes.This paper studied the changes in the form of micro stickies in the papermaking process by flow cytometry.The study showed that the concentration of micro stickies was reduced with addition of either bentonite or fixatives in pulp.However，bentonite could decrease the particle sizes of stikies at the same time，while fixatives may cause an increase in the particle sizes.

stickies； flow cytometry；bentonite； fixative

TS724

A

1007-2225（2012）01-0010-03

2011-11-22（修回）

刘军钛先生（1960-），博士；长期从事助留剂的研发和应用工作，创建国内首家造纸助留剂专业网站“助留专家网 www.retention.hk”；电话：0135-10080605。

本文文献格式：刘军钛.微细胶粘物的形态变化[J].造纸化学品，2012，24（1）∶10-12.