“HPC3268”—极其优秀的造纸助留助滤剂
广州市君伦化工科技有限公司
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一 HPC3268产品与常规CPAM的分子结构比较
1 主链
常规CPAM(阳离子型聚丙烯酰胺)产品:丙烯酰胺单元
HPC3268高聚物的主链:丙烯酰胺+其它基团
2 支链
常规CPAM产品:线性高分子,无支链
HPC3268高聚物:有多种支链,立体树形高分子
3 电荷特性
3-1主链
常规CPAM产品:本身不具备或只具备极低的电荷特性
HPC3268高聚物:主链上有强阳性基团,与丙烯酰胺单元交错排列
3-2 阳离子单体含量
常规CPAM产品:0.5-1.0摩尔/升
HPC3268高聚物: 1.0-4.5摩尔/升(依据型号不同而不同)
3-2 阳离子单体与聚合高分子结合方式
常规CPAM产品:不稳定
HPC3268高聚物:阳离子单体牢固整合在高分子链上
4 分子量大小
常规CPAM产品:不均匀
HPC3268高聚物:严格的均分子量产品
二 HPC3268产品的使用性能
1 留驻微粒的尺寸范围被拓展,留驻更彻底
HPC3268高聚物是立体树形高分子,其在水溶液中一般不容易卷曲,在行使桥联作用时,短距离的支链能直接为更小尺寸的微粒架桥。
常规CPAM高分子未卷曲前长度为4微米—40微米,但在水溶液中一般是呈卷曲或折叠状态。导致在溶液中的尺寸大量缩小,而当其行使桥联作用时,主要依靠分子链的弯曲、折叠,螺旋等形式来完成。
当一个较大分子量,较长分子链的CPAM行使桥联作用时,主要依靠分子链上的阳离子单体与微粒吸附,吸附点越多,絮凝体越稳定。如此,也极大地限制了单分子的效率。
CPAM在水溶液中 CPAM的桥联形式
HPC3268高聚物在水溶液中不容易卷曲,其桥联也以支链形式进行。
这样的差别带来两个结果:
A 相同数量的分子,HPC3268能为更多的微粒架桥
B 单分子能桥联吸附微粒的尺寸,数量范围被大量拓展。
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普通CPAM
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HPC3268树形高聚物
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水溶液中的尺寸
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0.05--10微米
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2--30微米
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作用的粒经范围
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1微米—70微米
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0.05微米—70微米
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单分子桥联微粒数量
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1-3
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尽可能多
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絮凝团内部
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容易空心化
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被更小的微粒充实
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HPC3268高聚物的短距离支链能直接将更细小组分的首尾连接起来,所以其留驻更强,更彻底!
2 主链上的强阳性基团+高密度的阳离子单体+支链,桥联能力更强
HPC3268高聚物的主链上有强的极性基团,能吸附微粒并桥联,而这种桥联,还有高密度的阳离子单体与密集支链的配合,与微粒的结合强度远远超出其它CPAM类型产品。
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阳电荷密度
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说明
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普通CPAM
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0.5 --1.0
摩尔/升
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一般无强阳性基团。
阳离子单体与分子主链结合不牢固。
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HPC3268树形高聚物
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1.0-4.5
摩尔/升
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有较密集的强阳性基团。
阳离子单体整合在分子链中,牢固而有效。
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3 强阳性、高电荷密度对固液相面ZETA电位的中和、压缩,配合支链末稍伸入束缚水层直接破坏粒子的稳定性。
HPC3268高聚物的阳性部位对细小组分外围的正电荷能形成直接的压缩,从而破坏其稳定性,使细小组分间因为失去稳定性而发生凝聚,或者使小的微粒吸附到大的粒子上去。
HPC3268高聚物的支链末稍能伸入束缚水层,直接中和细小组分本身的负电荷,如此导致外围密集层中的正电自动解除,细小组分稳定性丧失。
HPC3268高聚物还能直接吸附细小组分至微粒间吸引力占主导地位,凝聚与絮聚同时进行。
4 强有力凝聚与絮聚的结果,使细小组分因为稳定性丧失或者相互挤压,而释放其束缚水份,为脱水减轻系统压力。从另一方面讲,细小组分因为进入到絮团中,减少其在网部对较大微粒间空隙的填充作用,也减少了对网部的堵塞,从而改进滤水性。
此外,HPC3268树形高聚物是分子量高度一致的产品,能带来均匀的絮凝效果,为产品造就一流的均匀度。
三 HPC3268造纸助留助滤剂的使用
1 不论是实验室内还是上机测试,务必正确稀释后使用。
实验室测试还需尽量避免使用金属制品(但可以用不锈钢),以免影响产品离子度。
正确的稀释方法是:先在容器中加入1/3的普通常温自来水,然后细流状(或者滴加)加入称量好的助剂,同时开启搅拌机低速搅拌(50-80转/分钟),加水与加助剂同时进行,到达稀释量要求后继续搅拌15-20分钟。本助剂只需要一次稀释,即可彻底分散在水溶液中。
本产品一般600倍-1500倍稀释使用(不同型号有不同的稀释倍数)。
2 计量添加,可通过计量泵完成稀释与添加,添加方法完全适同于其它CPAM类产品。
3 稀释后的产品最好连续使用,如果8小时内没有使用,使用前请重新搅拌20分钟,不建议稀释后储存24小时以上。
4 采用非离心方式添加。计量泵或者螺杆泵+计量仪都可以。
低速搅拌与采用非离心方式添加是CPAM类型产品的使用基本准则即保证产品不被剪切破坏。
5 添加点
5.1 低速纸机单元助留,长网纸机选择高位箱浆料入口处,助剂与浆料同步相遇(有时候填料也在此处添加,则三者同步相遇),如此能保证助剂与所有浆料接触并随后混合,带来最好的絮凝效果,圆网纸机选择在混浆池浆料入口处。
低速纸机添加上要注意躲避压力筛剪切,但如果是低定量纸(如卫生纸),则可以考虑在压力筛(如果有)前添加,这样大的絮团经过速度不快,力量不大的剪切后,对留驻能力影响不大,却能使产品更加均匀。
低速纸机只需要本助剂就可以了,一般不需要其它助留剂(工艺要求的除外)。
5.2 高速纸机单元助留:对均匀程度要求不高的纸或纸板(定量超过100g/㎡),即使是高速纸机也可以使用本产品作单元助留,但添加点务必选择在压力筛后,并且车速越快,在压力筛出口处与网前箱间,以纸料上网前与助剂接触的时间越长越好。最好设置多点添加,并加在浆流湍流强烈处。
5.3 高速纸机生产定量100g/㎡以内的纸种时,建议使用多元助留体系,因为如果添加在压力筛后,会有混凝时间不充分以及絮凝不均匀的问题。
通常情况下是选择添加在压力筛前混合浆池中,先与浆料混凝,再经过压力筛剪切。经过剪切后很多絮团会被切得很细小,高分子链也会严重破坏,但絮凝还会继续。
另外,高速纸机系统一般都会在压力筛后加入另一种物质来对破碎后的絮团以及未充分絮凝的细小组份进行重新或者进一步絮凝,这些物质有可能是微粒(如胶体硅或者澎润土),也有可能是另一种高聚物,是多元助留系统中的另外一元。
5.4 其他添加点:依据生产情况的不同,可能会出现其它有助于提升系统留驻能力的添加点。
四 HPC3268造纸助留助滤剂的使用事项、包装与储存
1 本品采用硬质聚乙烯塑料桶包装。
2 所有产品采用25KG/桶包装。每吨占地不到约1立方米,运输费用完全和固体一样。
3 产品储存于低温避光处即可,储藏环境要求低于干粉类型产品。
4 本品为非危险品,不含对环境可能造成二次污染的添加成分,无易燃易爆风险。
5 接触皮肤后请及时清洗,泄露后要及时清理,防止人踩踏到引起滑倒摔伤。
6 避免高温运输。使用有效温度0℃-100℃,储藏建议温度0℃-40℃,低温能很好的保持产品的有效性。
7 本品有效期不低于6个月(此为建议日期,实际储存时间超过12个月,但储存时间长后性能略有下降,可能需要增加10%-20%的用量以维持留着率)。
五 高速纸机运行特点与助留系统设计
1 高速纸机的运行特点
高速纸机代表发展趋势,现在新开的生产线,大多数都是高速度纸机。
高速纸机在造纸行业里的大量推广使用,对传统低速纸机生产中的单元助留体系提出了挑战,概括出来主要有以下几点:
·高速度的浆料输送系统带来高速湍流,能极大程度的对絮凝团进行冲击,低速下所形成的絮团,在高速冲击下随时可能散开,如果分散后不能重聚,将导致系统留驻能力下降。
·高速、强大的剪切力,能将絮团剪切得十分破碎,这些破碎形成的微粒因为粒经过小,无法留驻在纸网上而导致系统留驻能力下降。而如果将絮凝程序放在压力筛后,由于上网速度快,不充分的絮凝以及不均匀的絮凝高速上网,给纸品均匀程度带来影响(高定量纸生产上此不利影响小一些)。所以,压力筛后絮凝存在很大的风险。
·基于凝聚与架桥作用的留驻力量经不起冲击,也没有足够的时间来完成,导致系统留驻能力下降,而基于电荷吸附、中和、挤压作用的效果则快得多。
·高速运行的烘干脱水系统,对湿部滤水性提出更高的要求,经过剪切后形成的微小絮团,在纸网上致密排列,会严重影响水份下渗速度,系统滤水性能大大下降。而经过重聚,能大量减少微絮团的数量,使絮团间形成空隙,改善滤水性能。
2 高速纸机造纸中的助留体系设计
正是因为以上原因,现在几乎没有一种单元留驻体系可以在高速纸机上独立而且很好的
完成絮凝任务。针对高速纸机的特点,为实现良好助留,有微粒参与的多元助留系统应运而生,其基本思路是:
·首先在纸机压力筛前对浆料进行初次絮凝。
·如此设计,能为絮凝剂与浆料的接触混合时间尽量延长。
·如果没有初次絮凝,将絮凝压力将全部转移到压力筛后不可能实现良好效果。
·初次絮凝的结果,虽然要经过剪切,但能为流程后的微聚打下良好基础。
·经过剪切后形成的微小絮团,在压力筛后利用微聚物质进行重聚。
·重聚不可以影响纸品均匀度。
·微聚要形成小而蓬松的絮团才能保证纸品匀度与网部滤水性能。
·高分子絮凝剂在剪切后虽然被破坏,但其引起的絮凝作用依然在继续
·在高速状态下电荷吸引更加快捷。
·高速纸机工作系统一般采用循环白水,体系中务必考滤系统中残留的清理,这些系统垃圾一般是阴离子性的(但也有例外)。通常使用捕捉剂或者定着剂进行预处理。
目前市场上使用的多元微粒助留系统,基本都是基于以上体系特点而设计的,不论是二
元还是三元(甚至是四元、五元),基本上都有高分子聚合物参与,也就是CPAM类型产品,
HPC3268新型造纸助留剂,同样能在多元体系中发挥重要作用。
六高聚物在多元微粒助留系统中的作用
1 CPAM高聚物在多元微粒助留系统中的使用特点
1.1 依然要求产品具有有效絮凝能力,无效片段少。
首先,依然要求CPAM产品中能进行有效絮凝的含量要高,这是一种絮凝剂应该完成
的使命,如果此程序中不能行使絮凝功能,一样不能为后面的微聚打下基础。
微聚是对细小微絮团的重聚,但无效分子片段会随白水排放,并随白水循环次数的增加
而越积越多,带来沉重的系统垃圾负担。
1.2 要在上网前的流程中尽可能增加滞留时间。虽然经过剪切,但剪切破坏后依然能继续絮凝作用(即其本身也有重聚效果)。
1.3 注意CPAM类产品的电荷特性
经过剪切后的微絮团如果被细小纤维或者填料包裹得过于严实,将在其后的微聚程序中
吞并包裹微聚物,使微聚物的作用大大降低。最好的结果是有基团断头伸出,为微聚物质提
供桥接点。因此,过高的电荷密度,可能会影响后续微聚效果。
1.4 要力争初絮凝的成果经过高速剪切后能得到最大程度的保留
并不是说电荷密度越高越好,但结合力量则应该约大越好。絮团粒经被剪切到一定程
度后,反而是要求抗进一步剪切的能力,同时也需要抗高速湍流冲击能力。
2 CPAM类高聚物要结合系统电荷特性来发挥作用
2.1 最好对循环白水的电荷特性有一个整体评价,并对系统垃圾进行预先清理。
如果系统中存在的DCS过多,对于CPAM类物质作用的发挥肯定会有影响,因为其电
荷特性可能会被中和掉,从而散失作用。要想CPAM类物质充分发挥作用,最好先进行系
统垃圾捕捉。
2.2 要考虑与系统中其它助剂的配合
主要是一前一后,前面的为ATC,后面的则是微聚物。虽然目前没有发现此两类物质与
CPAM发生矛盾。但CPAM的电荷密度(前面已经提到),分子结构,初絮聚絮团经过剪切
后的状况等等因素,都对后面的微聚效果有影响,进而对白水以及ATC造成影响。
可见,CPAM类物质在多元助留系统中是非常重要的,其直接作用依然体现对细小纤微
与填料的絮凝效果上,因为后续加入的微聚物质并没有过强的对细小纤微与填料的絮凝作用,而只是对剪切后的小絮团进行重聚。虽然CPAM类物质的絮凝效果在全系统中虽然还有赖于微聚,但依然是系统留驻能力的中坚力量。
初絮凝的絮团被剪切后,很多部分即使不重聚,也能直接形成助留效果。
CPAM类物质的作用在于:
A 对浆料混合物进行絮凝,也是全系统中最重要的絮凝环节。
B 尽可能保留初絮凝成果,即使被剪切成很小的片段,那么这些片段也应该有利于其后的流程中被重聚。
C 有利于提高微聚物的效率,让微聚物更好、更全面的发挥作用。
3 HPC3268高聚物在多元微粒助留系统中的作用
3.1 行使卓越的初絮凝作用
HPC3268高聚物既然能在单元助留系统中发挥极其优秀的作用,这个作用在多元助留系统中同样非常重要,对全系统的留驻能力形成重大贡献。在高速纸机系统中,HPC3268高聚物带来的以下几种力量对于絮凝团的抗外力作用较常规CPAM产品会大大加强。
·建立在强电荷吸附作用下的吸附力。
·由支链带来的近距离多点桥联,比无支链结构远距离首尾两点桥联吸附能力大得多。
·立体交叉的网状分子或者被剪切后的絮团片段,在高速湍流中虽然也分发生分离,但也能能勾联更多微粒进行重聚,这同样是线型分子所不具备的。
(注:有些离子捕捉剂也有初步的絮凝效果,但最重要的絮凝还是有高聚物完成的。)
3.2 保留初絮凝成果
HPC3268高聚物分子除通过强电荷吸附,更强的短距多点桥联作用外,其立体结构使不同立体分布方向的絮聚物能躲避同一方向的剪切力。最大限度的保留初絮凝成果。
均匀的絮凝成果同样有利于系统总体留驻的增强。因为理论上絮团越大,所受的撞击力量越大,撞击产生的超细微粒就越多。全系统的助留效果,还是来自于初絮凝,如果被剪切分散为絮凝前的状态或者更小,系统整体留驻能力会下降。HPC3268的均匀絮团,在反复剪切中能以最快的速度变成微小絮团,减少同一絮团被剪切撞击的频率,从而得以保留初絮凝成果。
3.3立体分子结构更利于剪切后的微聚
当被剪切后,原来的长链分子断开,破碎。但支链结构,能形成更多末稍,这些形状与排列不规则的末稍,因为分子链的断裂而可能呈现不同的电荷特性,非常利于其与微聚物质结合进行重聚,同样的不规则排列,也利于增加在高速湍流中与微聚物相遇的概率。
对于剪切后形成的极其细小的组分,HPC3268可以发挥其独有的絮凝作用。
总之,虽然ATC与微聚物质在多元助留中对于提高系统留驻能力有重要作用,但全系统中的主要絮凝作用还是由高聚合物来完成的,微聚只是在高聚合物絮凝团被切碎后进行重聚,不能直接对细小纤微与填料助留。作为单元助留中拥有卓越能力与不可比拟性能价格比的产品――HPC3268造纸助留助滤产品,运用于高速纸机多元助留体系中,其优秀的性能同样能获得充分体现,为造纸厂带来效益的增加与成本的节省。而HPC3268所具有的均匀可调节的分子量与电荷密度,更能配合不同的纸机,形成独特的多元助留系统。 |