一种新型合成树脂控制剂的应用

该文介绍了昂高推出的树脂控制剂的新成员——Cartaspers®PLH溶液，一种具有成本效益的树脂控制的创新产品。文章介绍了Cartaspers®PLH溶液的作用机理，详细阐述了Cartaspers®PLH溶液在工厂中的应用实例，并与滑石粉的作用效果进行了对比。

在制浆过程中，树脂是主要的有机污染物，会降低纸浆从洗涤到干燥整个工艺过程的效率和产能。

滑石粉是最常用的无机物树脂控制剂，但是滑石粉的使用易导致蒸发器结垢，所以通常在本色浆料洗涤后加入。滑石粉在使用时易扬尘，需要采用专门的分散设备，且需要操作人员的重点关注。此外，过多使用滑石粉会加速设备磨损。

昂高（Archroma）公司推出了一种新型的用于树脂控制的有机物吸附剂——Cartaspers®PLH溶液。该产品可在无滑石粉情况下消除树脂障碍，最大限度地降低对其他过程参数的影响。本文详细介绍了Cartaspers®PLH溶液在工厂中的应用实例，并与滑石粉的作用效果进行对比。

1 Cartaspers®PLH溶液的作用机理

Cartaspers®PLH溶液作为一种液体合成吸附剂控制树脂，与传统的吸附剂滑石粉和分散剂相比具有众多优点。Cartaspers®PLH溶液干燥后不会成膜，且因其具有较高的玻璃化温度（Tg）而没有黏性。Cartaspers®PLH颗粒与疏水树脂颗粒结合，会提高树脂颗粒的Tg，降低或去除树脂的黏性，从而使树脂颗粒具有钝化特性，阻止树脂沉积。因为Cartaspers®PLH溶液可以在本色浆洗浆机处添加，所以这些钝化复合物可以从系统中去除。

图1所示为Cartaspers®PLH溶液的主要成分。

图1 Cartaspers®PLH溶液的组成示意图

图1中疏水长链聚合物与树脂颗粒结合，聚合物较高的Tg会提高树脂颗粒的软化温度，从而减少树脂沉积；亲水基团使胶体树脂和聚合物在液相中维持稳定，防止絮聚。

Cartaspers®PLH溶液对非极性（疏水）表面，即树脂颗粒具有极强的亲和力。一旦被吸附，颗粒会变得亲水，并带有少量负电荷，促进分散，防止聚集。聚合物壳体（shell）较高的Tg会提高颗粒的软化温度，减少聚集。

Cartaspers®PLH溶液钝化机理与滑石粉相似，但又存在本质的区别。Cartaspers®PLH颗粒粒径远小于滑石粉颗粒，每克绝干产品中含有超过20万亿个颗粒，具有极高的比表面积，用量为滑石粉的1/8～1/10。与滑石粉相比，极小的粒径和巨大的比表面积意味着更高的效率。胶体树脂颗粒可完全被Cartaspers®PLH溶液颗粒覆盖，防止产生任何聚集。

2 工厂应用实例

巴西某制浆厂由于采用封闭循环系统，导致出现树脂障碍问题，在使用Cartaspers®PLH溶液前工厂的状况如下:（1）硫酸盐低固形物蒸煮；（2）卡伯值为 17；（3）100%桉木阔叶木浆；（4）DD 洗浆机；（5）滑石粉用量4.5 kg/t，在氧脱木素之后的EP阶段后，分2个添加点加入。

经过厂内实验室研究，工厂引入Cartaspers®PLH溶液，第1个加入点是在氧脱木素后的压榨滤液中加入，用量为每吨绝干浆300 g。该滤液用于清洗洗涤段前段中的浆料，调节浆料浓度以适用于氧脱木素反应器前的DD洗浆机。工厂采用逆向洗涤系统，树脂会进入燃烧炉，然后被带入蒸发设备，流程如图2所示。

第2个加入点是在碱处理阶段（EP），以保证能够去除所有残余的树脂。此处Cartaspers®PLH溶液用量为每吨绝干浆150 g。

图2 使用Cartaspers®PLH的制浆工艺流程图

测定结果显示，树脂量明显降低。图3和图4所示为60天内胶体树脂数量，其中30天用滑石粉处理，另外30天用Cartaspers®PLH溶液处理。

图3 蒸煮器和第一DD洗浆机中胶体树脂颗粒数量图

图4 压榨后O2、EP、D段和流浆箱中胶体树脂颗粒数量图

制浆厂利用Cartaspers®PLH溶液能够有效控制树脂沉积，可以通过控制树脂胶体数量保证浆料的性能，降低浆料灰分。与滑石粉相比，使用Cartaspers®PLH溶液处理成本降低了25%。

工厂中试试验结果如下:

（1）实验室结果表明，用量0.45kg/t的Cartaspers®PLH溶液可以代替用量5.0 kg/t的滑石粉，替代比例为 1∶11；

（2）工厂应用试验证实，用量为每吨绝干浆450 g Cartaspers®PLH溶液与用量为每吨绝干浆4.5 kg滑石粉效果相当，比例为1∶10。生产质量维持在正常水平；

（3）Cartaspers®PLH溶液能明显降低树脂数量、实现工艺优化、降低生产成本。

3 Cartaspers®PLH溶液钝化工艺的优势

Cartaspers®PLH 溶液钝化（passivation）工艺具有如下优势:

（1）该产品是水基乳液，交货后即可使用，仅需1台计量泵，不需要其他的临时设备和干燥处理系统，可以提供安全、无尘的工作环境。该产品为有机物，不含铝或其他金属离子，不会给纸张带来灰分；

（2）使用该产品替代滑石粉，可以消除滑石粉相关的个人护理行业的健康安全问题，这对于卫生纸、纸巾纸、绒毛浆尤为重要；

（3）每克Cartaspers®PLH溶液中含有超过20万亿个颗粒，因此其具有极高的表面积，仅使用相当于1/8～1/10滑石粉的量即可发挥有效的钝化作用；

（4）该亲水性分子由具有高Tg的疏水聚合物组成，对树脂具有极强的吸附力；

（5）Cartaspers®PLH颗粒粒径远小于树脂颗粒，会像壳一样覆盖在树脂颗粒表面，消除树脂颗粒的黏性；同时它可以在系统中的树脂沉积物表面形成保护层，阻止新的树脂颗粒进一步絮聚沉积，它不会导致有机物和树脂沉积物破裂；

（6）该产品具有非摩擦性，不会减少纸机网布的使用寿命；

（7）Cartaspers®PLH溶液用量少，具有经济性，其用量相当于绝干滑石粉的1/8～1/10，通过工厂实验室试验可以确定具体的用量；

（8）Cartaspers®PLH溶液列入BfR推荐XIV和XXXVI，符合FDA CFR第21章第176.170和176.180部分的规定。

总之，与其他钝化方法相比，Cartaspers®PLH溶液具有上述优势，能够提升浆厂效率，改善产品质量，提供安全的工作环境。同时，Cartaspers®PLH溶液用量少，可以降低生产成本。