中性聚酯施胶剂SPK施胶机理是怎么样的呢？

 
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    ：施胶是造纸的重要工艺过程，施胶度是标明纸张或纸版质量的重要物理指标，而施胶的过程就是利用憎水性较强的物质覆盖于纸纤维表面形成一层疏水性薄膜，降低了纤维的表面自由能，从而抗拒水或其它液体在纤维表面的扩散、润湿或渗透，而具备这种性能的物质称之为施胶剂。

　　而最早作为施胶剂的物质是天然松香，自1807年发现以来，它被使用了近200年，至今仍被人们所采用，只是将其通过各种方法进行了改性而已，传统的施胶多为酸性施胶，其施胶过程必须借助硫酸铝作为留着剂，使带负电荷的松香酸留着于纤维上，达到施胶的目的，尽管后来人们对松香进行了改性，制备了马来松香皂化胶、富马酸松香胶、丙烯酸松香胶，使得施胶效果大大提高，但仍必须在酸性条件下进行施胶。

　　由于酸性施胶的诸多缺点，于是人们把目光转移到中性施胶，1956年开发成功了合成施胶剂AKD，1968年发明了ASA合成施胶剂，由于该类施胶剂为反应型施胶剂，自身即可和纤维反应，实现自身留着，因而也就不需要硫酸铝的帮助，可以在较高PH值下施胶，实现了中性或碱性施胶。

　　中性施胶具有许多优点，可加填价廉的CaCO3，增强纸张不透明度，延长纸的存放期，减缓设备腐蚀等，但合成施胶剂亦在一些不足之处，那就是施胶剂本身（不论AKD或ASA）极易水解，这就要求使用时必须现场乳化，且对使用工艺要求严格，一旦水解，水解物将污染整个抄造系统，同时由于该类施胶剂属反应型，其反应需要一定的时间，因此其施胶速现性差，有时成纸磨擦系数小，易打滑，加之制备困难，成本较高，于是人们又开始了松香系中性施胶剂的研制。

　　继改性松香之后，人们逐步开发了阴离子型的分散松香胶、阳离子型分散松香胶、阴离子中性分散松香胶，创造了一系列的松香中性或近中性施胶工艺。如阴离子分散松香-----聚合氯化铝、近中性或中性施胶工艺、阳离子分散松香胶----硫酸铝中性施胶工艺、阴离子中性分散松香胶中性施胶工艺，利用这些工艺添加适当的阳离子淀粉或阳离子聚丙烯酰胺，实现了近中性或中性抄造，由于松香系施胶剂为再生资源，成本较低，且施胶迅速，工艺要求不高，产品不水解，不污染，因而近几年得到很大的发展，在欧美，特别是日本正逐步取代合成施胶剂。

　　然而由于松香系中性施胶剂用量较大，对硫酸铝依赖性强，高PH值施胶度下降迅速等缺陷，于是人们希望能够找到一种能综合合成施胶剂与松香系施胶剂优点，同时克服各自不足的新型施胶剂，于是中性聚酯施胶便成了世界各国研究的热点。　　所谓中性聚酯施胶剂是利用多元酸和多元醇经缩聚而成的线型或体型大分子，一般是线性大分子，然后利用大分子自身的醚键或酯键与纤维形成共价配位，从而实现自身留着，因而其具备了合成施胶剂的反应特性，而缩聚使用的多元酸利用松香改性而制得又可使大分子中带有少量松香羧基，利用极少量的硫酸铝实现类似松香系施胶剂的施胶速现性，且该施胶剂不易水解，易于工业化生产成本低廉，施胶工艺简便。不愧是目前先进的中性、碱性施胶剂。
  
  第二：松香系施胶剂施胶机理

　　松香作为传统的施胶剂不论是酸性条件下使用的皂化松香、改性皂化松香或是可在中性条件下使用的阴离子分散松香、阳离子分散松香都离不开留着剂硫酸铝，且硫酸铝用量不可低于0.5％。国际许多机构都在研究松香系施胶剂的施胶机理，推出许多施胶理论，但到目前为止尚不能有哪一种理论可完全涵盖所有松香系施胶剂的施胶工艺与现象，一般公认的施胶理论是在酸性条件下，三价硫酸铝水解，生成不同形态的Al3+或Al3+复合络合物，这些离子或离子团带有多个正电荷，其中一部分正电荷和松香基团中的羧基结合生成松香酸铝或松香酸的络合物，而这些基团上所剩余的正电荷则与纤维上的负电荷结合，使松香基团留着于纤维表面，形成抗水薄膜，实现纸的施胶。

　　而在中性条件下，一般认为硫酸铝水解为不带正电荷的氢氧化铝胶体絮聚物，尽管这种胶团不带有正电荷，但却具有更高的反应活性，它可以和分散松香基团迅速反应并将其吸附在纤维上，从而实现留着与施胶。

　　第三：合成施胶剂施胶机理

　　合成施胶剂又称反应型施胶剂，目前世界上开发成功并用于生产的合成施胶剂主要有两种，AKD与ASA，AKD是烷基双烯酮的二聚体，一般烷烃是C14～16的脂肪烃，其分子中带有四元内酯环，具有极强的活性，可以和纤维或半纤维的羟基发生反应生成β-羰基酯，而这种物质具有优异的抗水性能，且熔点较低，在遇热条件下，可迅速铺展，均匀分布整齐定向，实现施胶，但由于该反应速度较慢，故不能实现施胶速现，须待下机一段时间后方能达到施胶效果。

　　ASA是由石油烯烃和顺酐反应而成的长链烯基丁二酸酐、烯基一般为C16-18，C数过小反应活性差，过大不易乳化，ASA比AKD具有更高的反应活性，能迅速和纤维上羟基形成酯键，生成强抗水性物质，实现施胶，但ASA又极易水解生成二元酸，失去反应活性，因此必须现场乳化迅速使用。

　　第四：SPK施胶机理

　　SPK是由多元酸和多元醇经缩聚而成的高分子聚酯，通常是由松香酸和顺酐加成制备三元松香酸，然后加入一定摩尔比的乙二醇、二乙二醇使之缩聚形成线性高分子，尽量不使其形成体型大分子（体型聚酯不溶不融，形成胶化），并保证大分子两端以羧基存在，其分子量一般控制在3万以下。SPK中性施胶机理可从两方面进行解释，其一是SPK分子中末端至少含有两个羧基，这些羧基在极少量的硫酸铝存在下即可被留着在纤维上实现施胶，其二是高分子聚酯是由多个具有极性酯键组成，这些极性氧原子和纤维或半纤维上的羟基形成共价配位键，从而留着于纤维上，虽然这种键力很弱，但其数量很大，加之聚酯具有较低的熔点，故易实现迅速施胶，高PH值施胶。

　　第五：结论

　　由于SPK独特的分子结构，端部的羧基可以象松香系施胶剂一样借助极少量的硫酸铝实现留着，又可象合成施胶一样利用自身的极性氧与纤维上羟基形成配位共价键，实现自身留着，可在较高PH值下实现正常施胶，因而说SPK兼具了合成施胶剂与松香系施胶剂的优点。

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