3 結(jié)合應(yīng)用的化學(xué)方法 目前,已研究出1種新的方法。此方法將兩性的、表面活性的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)與1種高電荷密度的陽離子聚合物結(jié)合起來。結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)能同時提高污染物的穩(wěn)定性并降低膠粘度。但是,關(guān)鍵在于,要把結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)與1種陽離子聚合物一起使用,使污染物保持在紙幅上,這樣才能起到作用。 結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)通過吸附到膠體物的表面來發(fā)揮作用,因此能夠增強膠體的穩(wěn)定性,并且改善污染物的表面性質(zhì),減少粘附力。 蛋白質(zhì)吸附到疏水物的表面,可以通過膠體懸浮液的Zeta電位的降低來衡量。試驗結(jié)果表明,當(dāng)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的加入量增加時,膠體分散的聚苯乙烯的Zeta電位降低。這表明結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)粘附在疏水聚苯乙烯表面和它對疏水表面的吸引力。最好是,這種吸附力很大,不易從表面沖洗掉或置換掉,這也將防止紙漿在稀釋、打漿或泵送時將結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)除去。試驗將工業(yè)用的防粘劑和結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)作了比較。結(jié)果表明,蛋白質(zhì)對疏水表面具有更大的粘附力。 膠體穩(wěn)定性是污染物微粒間分散力的函數(shù)。蛋白質(zhì)的吸附可使電荷減少,污染物粒子的穩(wěn)定性更是界面或空間穩(wěn)定性的函數(shù)。試驗數(shù)據(jù)表明,如果用結(jié)構(gòu)蛋 白質(zhì)處理污染物,膠體穩(wěn)定性更大。這樣就減少了處理 過的污染物進一步附聚和沉積的趨勢。 結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)作用的關(guān)鍵在于表面改性,這樣可降低粘附性和沉積性能。它吸附在表面可為在污染物周圍建立物理的水層創(chuàng)造條件。這些界面降低污染物對其他表面的粘附力。這可以在有“防粘劑”或無“防粘劑”條件下,通過測量分離粘合表面所需的力來證明。所需的膠粘度,或膠粘力減少的百分?jǐn)?shù),即為防粘作用的百分?jǐn)?shù)。試驗研究了防粘作用和工業(yè)用的防粘劑的相對效率。結(jié)果證明,加入少量的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)幾乎可以完全去除膠粘劑的膠粘性。 為了減少造紙系統(tǒng)中污染物的含量,應(yīng)當(dāng)保留由結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)和污染物形成的絡(luò)合物。在紙頁中保留絡(luò)合物,可清除污染物,降低系統(tǒng)中污染物的濃度或含量。 與陽離子聚合物反應(yīng),將絡(luò)合物固定或架橋于纖維表面是助留常用的方法。通過陽離子聚合物固定的方法在實驗室和紙廠生產(chǎn)中都已得到證實。例如,在某紙袋紙紙廠進行了試驗,該紙廠是采用100%回收雙面掛面的牛皮紙和剪報作原料。結(jié)果證明,結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)與固定劑結(jié)合對膠體物起固定作用。濾液濁度的減少與膠體污染物的含量相關(guān),可用作測定膠體穩(wěn)定性的1種方法。在結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)濃度恒定的情況下,增加陽離子固定劑的量,濁度比單獨使用陽離子聚合物時,降低的速度加快。 工廠試驗已經(jīng)證實了這種新方法的有效性。目前,在回收瓦楞原紙和衛(wèi)生紙廠已經(jīng)成功應(yīng)用。接下來的例子證明了該方法能有效控制沉積物和減少膠體物?! ?.1 實例:瓦楞原紙 某采用100%回收纖維生產(chǎn)瓦楞原紙的工廠,采用傳統(tǒng)的防粘劑和局部處理網(wǎng)部和紙機壓輥的方法來控制膠粘物和樹脂。濕部增強和助留系統(tǒng)為1種陽離子共聚物凝結(jié)劑和淀粉及陽離子丙烯酰胺助留劑。漿料包括廢箱紙板(OCC)和混合辦公廢紙(MOW)。由于膠粘物沉積的問題,漿料中最多只能含有25%的MOW。 最初的目的是控制樹脂和膠粘物,測量壓榨和復(fù)卷輥處的沉積物,同時也保持總的運行性能。加入結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì),代替?zhèn)鹘y(tǒng)的防粘劑。在接下來的1周內(nèi),能維持或改善沉積物和運轉(zhuǎn)性能。但是,局部處理的需求量降低了大約30%,在復(fù)卷機處的膠粘沉積物減少。 對紙機貯漿池和流漿箱中的固體懸浮物和濾液濁度的測量結(jié)果表明,系統(tǒng)中膠體物被“清除”。固體懸浮物的殘留量與結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的增加或減少密切相關(guān)。在結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)存在的條件下,固體懸浮物的降低表明提高了留著率(圖1和圖2)。相應(yīng)地,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的加入量減少時,濾液中的固體懸浮物增加。 根據(jù)這些試驗結(jié)果并使喂料速度最佳化,可將MOW的含量從25%提高到28%。高于28%,紙頁的強度性質(zhì)受到影響,但是樹脂和膠粘物沉積的問題不再是一個影響因素?! ?.2 實例:高級紙 在某綜合堿法漿紙廠(生產(chǎn)高級紙)中,濕部和干燥部經(jīng)常發(fā)生斷頭。該廠儲漿箱和白水系統(tǒng)中也存在膠粘物沉積問題。經(jīng)過檢測,沉積物是由天然樹脂、水解的烯基琥珀酸酐(ASA)和油墨組成。配料由針葉木和闊葉木漂白硫酸鹽漿、沉淀碳酸鈣、ASA膠料、陽離子淀粉和助留劑組成。 結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)以0.5kg/t的比率加入到配料中。隨著結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的加入,每天斷紙次數(shù)明顯減少(圖3)。另外,在紙機上沒有連續(xù)產(chǎn)生沉積物?! ?.3 實例:衛(wèi)生紙 某用100%回收纖維生產(chǎn)漂白及未漂白的紙巾紙和餐巾紙的衛(wèi)生紙廠,有嚴(yán)重的膠粘物問題,導(dǎo)致產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量下降,經(jīng)常需要用溶劑清洗。該廠用PAE濕強樹脂和1種陽離子共聚物來增強和絮凝。為了控制膠粘物,該廠采用了許多預(yù)處理方法。但平均每天仍要清洗6.6次紙機,平均使用溶劑5.00kg/t。 該廠用結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)進行了實驗室實驗。用掃描電子顯微鏡(SEM)來檢測處理過和未處理過的漿樣中的膠粘物。未處理過的漿料中的膠粘物積聚了填料和細(xì)小纖維,說明表面發(fā)粘,有粘附性。而處理過的漿料中的膠粘物是干凈、光滑的,說明表面已不再發(fā)粘。 接著,用O.55kg/t的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)來做試驗。在接下來的10d中,溶劑的用量減少了64%,紙機的潔凈度及產(chǎn)品的穩(wěn)定性提高。為了進一步固化潛在的更小的膠粘物粒子,重新選擇了結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的添加點。在新的添加點上,溶劑的用量和每天用溶劑清洗的平均次數(shù)進一步降低(表1)。 試驗結(jié)果表明,該法還有另外的優(yōu)點,即在紙廠的廢水中,溶劑的排放量減少,改善了紙機周圍空氣的質(zhì)量,由于增加產(chǎn)量從而降低了成本,減少了溶劑的用量,改善了紙機的運行性能。
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