精细化学品化学精细化学品化学 教材教材: :精细化学品化学精细化学品化学主编：周立国主编：周立国 段洪东段洪东 刘伟刘伟化学工业出版社化学工业出版社第四章第四章 造纸化学品造纸化学品第一节第一节 概概 述述第四章第四章 造纸化学品造纸化学品龟甲、兽骨龟甲、兽骨陶器陶器青铜器青铜器简牍（竹木简）简牍（竹木简）天下之事无大小皆天下之事无大小皆决于上。上至以衡决于上。上至以衡石量书，日夜有呈，石量书，日夜有呈，不中呈不得休息。不中呈不得休息。史记史记笨重笨重学富五车学富五车帛书帛书 昂贵昂贵西汉早期麻纸（甘肃放马滩出土）西汉早期麻纸（甘肃放马滩出土）西汉前期，人们从西汉前期，人们从“积漂絮成絮积漂絮成絮片片”中得到启示，中得到启示，发明发明了纸了纸2. 2. 纸的发明纸的发明（质脆、书写不流畅）（质脆、书写不流畅） 公元公元105年，蔡年，蔡伦改进造纸术。他伦改进造纸术。他用树皮、麻头、破用树皮、麻头、破布和旧鱼网做造纸布和旧鱼网做造纸原料，扩大了原料原料，扩大了原料来源，降低了造纸来源，降低了造纸的成本，同时又提的成本，同时又提高了纸的产量和质高了纸的产量和质量。从此，纸逐步量。从此，纸逐步取代竹木简和帛。取代竹木简和帛。为纪念蔡伦的功绩，为纪念蔡伦的功绩，人们把这种纸叫作人们把这种纸叫作“蔡侯纸蔡侯纸”。3. 蔡伦蔡伦改进改进造纸术造纸术地区地区材料材料缺点缺点古埃及古埃及植物纸草植物纸草古希腊古希腊羊皮羊皮古巴比伦古巴比伦泥板泥板古印度古印度白树皮、树叶白树皮、树叶一些文明古国使用的书写材料一些文明古国使用的书写材料4 4、造纸术的传播与贡献、造纸术的传播与贡献易发脆断裂、难保存易发脆断裂、难保存太贵太贵笨重笨重难保存难保存 造纸术是我国的四大发明之一，由造纸术是我国的四大发明之一，由我国传遍世界，促进了文化的交流和教我国传遍世界，促进了文化的交流和教育的普及，深刻地影响了世界文明的发育的普及，深刻地影响了世界文明的发展进程，是中华民族对世界科学文化的展进程，是中华民族对世界科学文化的一项重大贡献。一项重大贡献。 造纸术的贡献造纸术的贡献纸是一种特殊的材料纸是一种特殊的材料纸是由纤维（包括植物纤维和非植物纤维）纸是由纤维（包括植物纤维和非植物纤维）和非纤维添加物交织和非纤维添加物交织而成的多孔性网状而成的多孔性网状结构薄型材料。结构薄型材料。 据研究，一张普通据研究，一张普通的的A4打印纸，大致打印纸，大致由由2500万根左右的万根左右的植物纤维构成。植物纤维构成。制 浆打 浆抄 纸涂 布纸纸的形成纸的形成制 浆由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的过程。主要可分为机械法、化学法和化学机械法，分别制得机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆。打 浆是利用机械作用是利用机械作用处理悬浮于水中处理悬浮于水中的的纸浆纸浆纤维纤维，使，使其具有适应在其具有适应在造造纸机纸机上生产所要上生产所要求的特性，并使求的特性，并使所生产的纸张能所生产的纸张能达到预期质量的达到预期质量的操作过程。操作过程。抄 纸纤维悬浮液涂 布将糊状聚合物、熔融态聚合物或聚合物熔液涂布于纸、布、塑料薄膜上制得复合材料(膜)的方法。 “软钢板软钢板”。反映国力和文化发展水平。反映国力和文化发展水平。是是“朝阳工业朝阳工业”，而不是，而不是“夕阳工业夕阳工业”。国际上认为是国际上认为是六大支柱产业之一六大支柱产业之一。造纸工业在国民经济中的地位造纸工业在国民经济中的地位产量：（万吨）产量：（万吨） 1992年：年： 美国美国 加拿大加拿大 中国中国 日本日本 纸浆纸浆 5928 2284 1198 1120 纸及纸板纸及纸板 7472 1659 1725 28322004年年 纸浆纸浆 5359 2641 1418 1072 纸及纸板纸及纸板 8340 2046 4950 3089国内外造纸工业的现状国内外造纸工业的现状人均纸和纸板消耗量人均纸和纸板消耗量13.7kg 1998年纸及纸板年纸及纸板 产量产量2144万吨，人均纸和纸板万吨，人均纸和纸板消耗量消耗量26.2kg ;美国美国336.5kg ，日本，日本237.1kg。2004年纸和纸板人均消费量前名的国家统计年纸和纸板人均消费量前名的国家统计卢森堡卢森堡 345.7 比利时比利时 337.9 美国美国 312.0 芬摩纳哥芬摩纳哥 277.7、污染严重：造纸工业废水是我国最大的工、污染严重：造纸工业废水是我国最大的工业污染之一，每年造纸中段水的排放量业污染之一，每年造纸中段水的排放量30多亿多亿m3，相当于全国废水排放总量的，相当于全国废水排放总量的1/6；、用水量大：我国、用水量大：我国 造纸企业一般为造纸企业一般为200300 m3/t，用水少的为，用水少的为100150 m3/t。世界上最低。世界上最低纪录：纪录：50 m3/t。存在的问题：存在的问题：造纸工业的发展趋势前景造纸工业的发展趋势前景1.潜力巨大；潜力巨大；2.能源、资源、环保；能源、资源、环保；3.用途增加；用途增加；4.特殊功能；特殊功能；5.规模化，专用化。规模化，专用化。造纸机是向大型化、高速化方向发造纸机是向大型化、高速化方向发展：抄宽展：抄宽9.68m，车速，车速1200m/min。朝着车速更高、动力消耗更少，生朝着车速更高、动力消耗更少，生产纸张质量更好的夹网纸机发展。产纸张质量更好的夹网纸机发展。为了节约和充分利用纤维原料，向为了节约和充分利用纤维原料，向薄型化、轻量化方向发展，生产薄型、薄型化、轻量化方向发展，生产薄型、低定量纸张。低定量纸张。助 剂第二节 制浆化学品 制浆过程是将大块的植物原料分散成纤维素分散胶体的过程。1.机械法 2.化学法 3.其他方法 碱法亚硫酸盐法硫酸盐法氯碱法微生物制浆有机溶剂法制浆爆破法制浆 在制在制纸浆纸浆过程中，能辅助蒸煮剂提高过程中，能辅助蒸煮剂提高蒸煮蒸煮效率的效率的化学药品化学药品。 可加快可加快脱木素脱木素速度，缩短蒸煮时间，速度，缩短蒸煮时间，制浆速度快，耗能小，制浆速度快，耗能小，碱碱和漂白化学品用和漂白化学品用量小，量小，纤维纤维得率高，减少废液负荷，得率高，减少废液负荷，环境环境污染污染小。无臭。小。无臭。1 蒸煮助剂主要的无机蒸煮助剂多硫化钠多硫化钠亚硫酸钠亚硫酸钠硼氢化钠硼氢化钠连二亚硫酸钠连二亚硫酸钠主要的有机蒸煮助剂蒽醌及其衍生物硝基蒽醌2 漂白助剂 通过各种浆料方法生产出来的浆料，由于浆料中存在木素和其他有色物质，故都呈褐色至淡黄色不等。蒸煮或磨碎后没有经过漂白的浆料称为本色浆，若生产色泽洁白的纸或色纸，必须漂白。漂白过程中，尽量除去色素的同时，还应尽量减少漂白时对纤维素和半纤维素的损伤，以生产出质量好、白度稳定的浆料。莎草纸3 废纸脱墨剂再生纸是以废纸做原料，将其打碎、去色制浆经过多种工序加工生产出来的纸张。其原料的80%来源于回收的废纸，因而被誉为低能耗、轻污染的环保型用纸。城市废纸多种多样，以不同类别的废纸为原料再制成不同的再生复印纸、再生包装纸等。 1 表面张力表面张力2 界面膜的性质界面膜的性质3 表面张力的修复作用表面张力的修复作用4 表面电荷表面电荷5 泡内气体的扩散泡内气体的扩散1 降低局部表面张力降低局部表面张力2 破坏界面膜的弹性破坏界面膜的弹性 使其失去自动修复作用使其失去自动修复作用3 降低膜黏度降低膜黏度4 固体颗粒固体颗粒总之：液膜的强度最重要。4 消泡剂5 废液治理剂絮凝剂生物处理剂助 剂第三节 抄纸化学品 添添料料是是指指纸纸浆浆中中加加入入非非纤纤维维性性的的物物质；质； 在在纸纸浆浆中中加加入入添添料料，改改变变纸纸张张的的性性质质，更更好好的的满满足足使使用用的的需需要要，这这一一生生产产过程称为过程称为加添加添。 目的：目的： 1 提高纸的质量和功能；提高纸的质量和功能； 2 提高效率、减少流失、降低成本。提高效率、减少流失、降低成本。 植物纤维纸中，纤维本身和纤维之间存在植物纤维纸中，纤维本身和纤维之间存在许多毛细孔，有相当大的吸水性。在它们许多毛细孔，有相当大的吸水性。在它们上面书写，墨水会很快扩散开来，使字迹上面书写，墨水会很快扩散开来，使字迹模糊不清模糊不清 ，即，即“洇水洇水”现象。在纸浆中加现象。在纸浆中加入某种助剂，它能在纤维表面形成疏水层，入某种助剂，它能在纤维表面形成疏水层，从而降低水渗透进毛细管的速度，这个过从而降低水渗透进毛细管的速度，这个过程称为程称为施胶施胶，所加的助剂称为，所加的助剂称为施胶剂施胶剂。1 施施 胶胶 剂剂 施胶方法：施胶方法： 纸纸内内施胶或内部施胶施胶或内部施胶 纸纸面面施胶或表面施胶施胶或表面施胶1）纸内施胶：在）纸内施胶：在纸浆纸浆中加入施胶剂，再抄成中加入施胶剂，再抄成具有增液性能的纸和纸板具有增液性能的纸和纸板施胶的主要方施胶的主要方法。法。2）纸面施胶：在纸的）纸面施胶：在纸的表面表面浸入施胶剂，以取浸入施胶剂，以取得增液性能。得增液性能。 3）双重施胶：纸料内和纸面上均进行施胶。）双重施胶：纸料内和纸面上均进行施胶。 造纸上常用的施胶剂大约有四大类：造纸上常用的施胶剂大约有四大类：1 植物胶料植物胶料：松香，淀粉。：松香，淀粉。2 动物胶料动物胶料：包括骨胶、皮胶、干酪素。：包括骨胶、皮胶、干酪素。3 矿物胶料矿物胶料：指的是水玻璃、石蜡等。：指的是水玻璃、石蜡等。4 合成胶料合成胶料：如甲醛树脂、聚乙烯醇等。：如甲醛树脂、聚乙烯醇等。2 增增 强强 剂剂 在纸浆中加用适当的添加剂，来提高在纸浆中加用适当的添加剂，来提高纸张的（物理质量）强度，改进纸张纸张的（物理质量）强度，改进纸张的耐磨性、挺度和掉毛、掉粉现象，的耐磨性、挺度和掉毛、掉粉现象，提高纸张的施胶度。提高纸张的施胶度。增强方法：增强方法： 桨内添加增强剂桨内添加增强剂 抄纸时添加表面增强剂抄纸时添加表面增强剂增强效果：增强效果： 增干强剂增干强剂 增湿强剂增湿强剂3 助流剂、助滤剂助流剂、助滤剂 助留剂：助留剂：用来提高纸料中的细小纤维和填用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率；主要用阳离子型高分子聚合料的留着率；主要用阳离子型高分子聚合物：聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺。用量少，物：聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺。用量少，效率高，经济效益好。效率高，经济效益好。助滤剂：助滤剂：使细小纤维和填料与纤维絮凝，使细小纤维和填料与纤维絮凝，一方面提高细料的留着率，而同时加快了一方面提高细料的留着率，而同时加快了滤水速率。滤水速率。助助 剂剂第四节第四节 涂布加工化学品涂布加工化学品将糊状将糊状聚合物聚合物、熔融熔融态聚合物或聚合态聚合物或聚合物熔液涂布于物熔液涂布于纸纸、布布、塑料薄膜塑料薄膜上制得上制得复合材料复合材料(膜膜)的的方法方法。 涂涂 布布涂布胶黏剂，涂布颜料分散剂涂布胶黏剂，涂布颜料分散剂涂布消泡剂、阻泡剂，防腐剂、防霉剂涂布消泡剂、阻泡剂，防腐剂、防霉剂憎水剂、防水剂憎水剂、防水剂 助助 剂剂第五节第五节 其他造纸用化学品其他造纸用化学品1 荧光增白剂荧光增白剂2阻燃剂阻燃剂3毛毯清洗剂毛毯清洗剂4分散松香乳化剂分散松香乳化剂5抗静电剂抗静电剂6柔软剂柔软剂7再湿剂、渗透剂再湿剂、渗透剂8微胶囊微胶囊三联无碳复写纸收据