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    80年代初,我國(guó)造紙化學(xué)品還幾乎是空白,但隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高,人們對(duì)紙張的質(zhì)量要求越來(lái)越高,需求量越來(lái)越大,使中國(guó)造紙工業(yè)持續(xù)高速發(fā)展。因?yàn)樵旒埢瘜W(xué)品可以促進(jìn)造紙行業(yè)的科技進(jìn)步,為造紙行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,所以引起了國(guó)家有關(guān)部門及大專院校、科研院所的高度重視。初步調(diào)查分析,“九五”末我國(guó)造紙化學(xué)品實(shí)際銷量約30萬(wàn)t,到“十五”末有可能達(dá)到60萬(wàn)t。因此中國(guó)造紙化學(xué)品行業(yè)是一個(gè)很有發(fā)展前景的朝陽(yáng)行業(yè)。

　　1　造紙化學(xué)品的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

　　造紙化學(xué)品有不同的分類方法。現(xiàn)就中國(guó)造紙化學(xué)品工業(yè)協(xié)會(huì)劃分的5個(gè)專門化學(xué)品——變性淀粉、施膠劑、水溶性高分子聚合物、特種造紙化學(xué)品以及填料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)作扼要說(shuō)明。

　　1 1　變性淀粉由于淀粉的分子結(jié)構(gòu)與纖維相近,親合性能好,效果明顯,且來(lái)自天然資源,價(jià)格便宜,深受造紙行業(yè)的歡迎,是最重要的造紙化學(xué)品,其用量約占造紙精細(xì)化學(xué)品總量的80%以上。發(fā)達(dá)國(guó)家變性淀粉的用量約占紙和紙板產(chǎn)量的2%,有的紙種甚至高達(dá)5%～6%,主要用于濕部添加、層間噴霧、表面施膠和涂布粘合。據(jù)報(bào)道,美國(guó)年用各種變性淀粉130多萬(wàn)t,日本達(dá)50多萬(wàn)t,中國(guó)起步較晚,但近年來(lái)發(fā)展迅速,現(xiàn)年用量已達(dá)15萬(wàn)t以上。造紙用變性淀粉品種很多,主要有酶轉(zhuǎn)化、氧化、陽(yáng)離子化、磷酸酯化、羥烷基、羧甲基、醋酸酯等品種系列,其中陽(yáng)離子淀粉仍是主流產(chǎn)品。

　　新世紀(jì)紙用變性淀粉主要的發(fā)展趨勢(shì):

　　(1)更加重視環(huán)境保護(hù),發(fā)展高留著型產(chǎn)品。以表面施膠淀粉為例,高留著型表面施膠淀粉將大量取代氧化淀粉,主要是因?yàn)檠趸矸墼诶w維上留著率低(約40%),在再制漿時(shí)很容易造成環(huán)境污染,在歐洲已有幾家紙廠就是因?yàn)闆](méi)有采用高留著型淀粉而被政府關(guān)閉。

　　(2)更加重視發(fā)展專用性強(qiáng)的產(chǎn)品。新型專用型的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),如兩性、多元變性、網(wǎng)絡(luò)功能等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成功,傳統(tǒng)的變性淀粉在技術(shù)上跨越了一個(gè)新的臺(tái)階。專用的增強(qiáng)劑、助留助濾劑等產(chǎn)品更容易被紙廠接受,從而可以以更低的成本,獲得更好的效益。

　　(3)更加重視應(yīng)用技術(shù)的研究。變性淀粉在紙上的應(yīng)用技術(shù)已從單一品種的應(yīng)用發(fā)展成為多品種協(xié)調(diào)應(yīng)用和優(yōu)化紙機(jī)生產(chǎn)工藝的綜合應(yīng)用,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)有關(guān)應(yīng)用理論和機(jī)理的研究,如濕部化學(xué)應(yīng)用理論和機(jī)理等的研究將更加透徹和完善。通過(guò)對(duì)應(yīng)用機(jī)理和理論的研究反過(guò)來(lái)指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用,使造紙化學(xué)品取得最佳的應(yīng)用效果,使造紙企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　1 2　施膠劑這里所指的施膠劑主要是指給紙和紙板提供抗水性的化學(xué)品,主要有2類:

　　(1)天然類,主要以松香為原料。早期應(yīng)用的皂化松香膠已逐步為分散松香膠所取代。在分散松香膠中,按離子特性分為陰離子和陽(yáng)離子2類,陰離子仍是目前的主要產(chǎn)品,陽(yáng)離子產(chǎn)品由于本身定著性能具有一定的優(yōu)越性,在松香分子中直接接上陽(yáng)離子取代基的新型產(chǎn)品也已有開(kāi)發(fā)報(bào)道。在松香系列施膠劑中,關(guān)鍵性的技術(shù)指標(biāo)是對(duì)紙漿PH的適應(yīng)性,PH值在4.5～5.5的酸性松香施膠劑仍是當(dāng)前的主流產(chǎn)品。PH值在5.5～7.0的近中性施膠劑正在迅速發(fā)展,能容納碳酸鈣作為填料的中性施膠劑也在開(kāi)發(fā)之中。

　　(2)合成類,主要有烷基烯酮二聚體(AKD)和鏈烯基琥珀酸酐(ASA)2種。AKD已在我國(guó)高檔文化用紙中大量使用,但AKD施膠的滯后性和易打滑性,并不適用于機(jī)內(nèi)涂布的產(chǎn)品和高速紙機(jī)。ASA正是可以彌補(bǔ)AKD的不足,因此ASA在我國(guó)也一定能逐步得到推廣,當(dāng)然新型的AKD系列和ASA系列產(chǎn)品仍在開(kāi)發(fā)過(guò)程中。

　　除漿內(nèi)應(yīng)用的產(chǎn)品外,通過(guò)表面施膠提高抗水性的產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù)研究已逐步得到重視。苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物、苯乙烯丙烯酸共聚物等合成高分子表面施膠劑,可以與變性淀粉共用表面施膠,在提高紙張表面強(qiáng)度的同時(shí),還可以改善抗水性,這對(duì)于漿內(nèi)弱施膠的紙種和AKD內(nèi)施膠的紙種更為有效和受歡迎。

　　1 3　水溶性高分子聚合物

　　這類產(chǎn)品應(yīng)用也非常廣泛,如聚丙烯酰胺(PAM),有陰離子、非離子、兩性離子以及各種相對(duì)分子質(zhì)量、聚合度的產(chǎn)品。在濕部應(yīng)用時(shí),可作為增強(qiáng)劑、助留助濾劑等。但因PAM固體顆粒的溶解有一定困難,而液體產(chǎn)品存在運(yùn)輸和保存問(wèn)題,故目前紙廠應(yīng)用普及還不夠。其新的趨勢(shì)是與變性淀粉共用,可以取得比單獨(dú)應(yīng)用更好的效果,且有利于添加成本的降低,在中性抄紙中,由特殊的陽(yáng)離子淀粉和一定相對(duì)分子質(zhì)量的PAM組成的雙元助留體系已普遍為紙廠所接受。聚乙烯亞胺(PEI)是良好的助留、助濾劑和水處理劑,聚氧化乙烯(PEO)是優(yōu)秀的纖維分散劑,在與變性淀粉、尿醛樹(shù)脂(ＵＦ)等配套時(shí)也具有良好的助留助濾作用。聚乙烯醇(PVA)更是常見(jiàn)的表面施膠劑,另外作為涂布粘合劑的合成膠乳等也屬這類產(chǎn)品。由于水溶性高分子聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量可調(diào)及多離子特征,新的產(chǎn)品仍不斷涌現(xiàn),其專用性產(chǎn)品受到紙廠歡迎。水溶性高分子聚合物的應(yīng)用技術(shù)研究更為迫切,專用設(shè)備、合成技術(shù)及復(fù)配應(yīng)用技術(shù)的研究,仍是化工與造紙行業(yè)科研開(kāi)發(fā)的重要內(nèi)容。這類產(chǎn)品在造紙廢水處理過(guò)程中也有著重要用途,但我國(guó)在這方面的研究有待深入。

　　1 4　特種造紙化學(xué)品

　　這類產(chǎn)品主要是指在某方面具有特殊功能的產(chǎn)品,其特點(diǎn)是品種繁多,但市場(chǎng)容量不大,也有人稱這類產(chǎn)品為功能性化學(xué)品。如能賦予紙張濕強(qiáng)的濕強(qiáng)劑,目前主要的品種為聚胺聚酰胺表氯醇樹(shù)脂(PPE),及其改性產(chǎn)品,暫時(shí)性的濕強(qiáng)劑仍在開(kāi)發(fā)中;又如廢紙脫墨劑,主要為表面活性劑的復(fù)合配方產(chǎn)品,根據(jù)不同的紙種的油墨其脫墨方法有不同的工藝配方,通過(guò)生物酶技術(shù)脫墨的產(chǎn)品也已有成功的報(bào)道;增白劑也是一類重要產(chǎn)品,目前仍以VBL型為主,但新產(chǎn)品已有不少報(bào)道。其他如剝離劑、樹(shù)脂障礙控制劑、殺菌防腐劑、消泡劑、柔軟劑,還有各種染料產(chǎn)品,可謂豐富多彩。在新的世紀(jì)里,隨著造紙新產(chǎn)品新工藝的發(fā)展需要,特種造紙化學(xué)品將不斷涌現(xiàn)。

　　1 5　填料

　　填料在造紙上應(yīng)用十分廣泛,應(yīng)用歷史已很長(zhǎng),常見(jiàn)的有碳酸鈣、滑石粉、二氧化鈦及一些復(fù)合填料等。由于碳酸鈣價(jià)格低,性能好,隨著中性抄紙技術(shù)的普及用量在迅速增長(zhǎng)。填料的發(fā)展主要是微?；Ｒ蕴妓徕}為例,超微碳酸鈣和納米碳酸鈣正受到造紙行業(yè)的重視。人工合成的填料已有不少報(bào)道,智能化的人工填料可以開(kāi)發(fā)出新型的紙張,同樣具有美好的開(kāi)發(fā)前景。填料的應(yīng)用過(guò)程中存在的最大問(wèn)題是留著問(wèn)題,助留劑的應(yīng)用使填料的留著率大大提高,但是仍有許多不理想之處,新型的填料經(jīng)過(guò)特殊的表面處理,有助于填料本身的留著,這將是一個(gè)新的研究方向。據(jù)報(bào)道,1998年全球造紙精細(xì)化學(xué)品銷售額達(dá)85億美元,其中美國(guó)為19億美元,歐洲為14億美元,日本為12億美元。我國(guó)紙和紙板產(chǎn)量已接近日本,但據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)目前造紙精細(xì)化學(xué)品的銷售額約15億人民幣,與日本對(duì)比差距近7倍,可見(jiàn)我國(guó)造紙化學(xué)品尚處于開(kāi)發(fā)應(yīng)用階段,還需要造紙與化工行業(yè)緊密配合、共同努力,才能趕上發(fā)達(dá)國(guó)家水平。

　　2　中國(guó)造紙化學(xué)品應(yīng)走中國(guó)特色的道路

　　由于中國(guó)造紙行業(yè)與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的不同,故中國(guó)造紙化學(xué)品應(yīng)走中國(guó)特色的道路。

　　2 1　加快開(kāi)發(fā)適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的專用化學(xué)品

　　2 1 1　表面專用化學(xué)品相對(duì)于濕部化學(xué)品而言,我國(guó)對(duì)表面化學(xué)品的研究開(kāi)發(fā)比較落后。在發(fā)達(dá)國(guó)家表面化學(xué)品的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)濕部化學(xué)品,新的品種系列也在不斷涌現(xiàn)。我國(guó)的紙和紙板由于纖維原料差等原因,表面強(qiáng)度、整飾性、印刷適性等指標(biāo)普遍達(dá)不到要求,因此加強(qiáng)表面化學(xué)品的開(kāi)發(fā)非常重要。新型表面施膠劑是研究開(kāi)發(fā)的主要內(nèi)容,如:具有環(huán)保特征、性能優(yōu)異的高留著型表面施膠淀粉,目前已由杭州紙友科技有限公司開(kāi)發(fā)成功。其他還有能賦予紙張?zhí)厥獗砻嫘阅艿谋砻媸┠z劑,如復(fù)合抗水型、防油抗熱型、增白調(diào)色型等產(chǎn)品還有待于科研工作者繼續(xù)努力。新型涂布化學(xué)品也是一個(gè)熱門的課題,隨著現(xiàn)代印刷技術(shù)的飛速發(fā)展,涂布化學(xué)品的功能、特性急需提高。例如,隨著彩色噴墨打印技術(shù)的發(fā)展,數(shù)碼照相機(jī)的商業(yè)化生產(chǎn),對(duì)彩色噴墨打印紙?zhí)岢隽诵碌囊?故用于彩色噴墨打印紙的涂布化學(xué)品成為必需。

　　2 1 2 特殊專用化學(xué)品社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展同樣也促進(jìn)了特種紙的發(fā)展。我國(guó)在特種紙發(fā)展方面十分落后。如水果包裝紙,可以使水果變得更鮮艷可口;現(xiàn)代住房安全裝飾,要求開(kāi)發(fā)阻燃紙;另外還有熱敏紙、抗靜電紙、導(dǎo)電紙、防偽紙等,都需要各種特殊的專用化學(xué)品。隨著生活水平的提高,人們對(duì)生活用紙的品種、質(zhì)量要求迅速提高。開(kāi)發(fā)衛(wèi)生、優(yōu)質(zhì)、舒適的生活用紙,需要專用化學(xué)品:提高勻度需要分散劑;提高白度需要增白、助白劑;提高柔軟性需要柔軟劑;婦女衛(wèi)生巾和小孩的尿不濕需要高吸水性樹(shù)脂等等。而且,由于生活用紙直接與人體接觸,所有這些化學(xué)品都應(yīng)具有安全性能要求,更是非專用化不可。隨著塑料快餐盒的禁止生產(chǎn)銷售,造紙行業(yè)開(kāi)發(fā)了一次性可回收紙杯和快餐盒,這些產(chǎn)品更需要安全可靠的防油、抗水、粘合、抗熱等特殊性能的專用化學(xué)品。

　　2 1 3 造紙環(huán)保專用化學(xué)品中國(guó)造紙行業(yè)的環(huán)保問(wèn)題十分嚴(yán)峻,造紙廢水排放量占全國(guó)各行業(yè)總和的1/6,有機(jī)污染物占1/4,名列第3污染行業(yè)。21世紀(jì),要求造紙企業(yè)從制漿到造紙全過(guò)程都要做到清潔生產(chǎn)或稱為綠色工藝生產(chǎn),這就要求采取一系列的環(huán)保措施,其中離不開(kāi)環(huán)保專用化學(xué)品。如采用化學(xué)技術(shù)減少制漿蒸煮時(shí)間以及堿的用量;對(duì)造紙黑液進(jìn)行分離、回收木質(zhì)素等有機(jī)高分子;對(duì)造紙白水進(jìn)行化學(xué)處理做到清潔排放,以及開(kāi)發(fā)安全高效新型的漂白劑等。

　　2 2　向規(guī)模化、專用化、系列化方向發(fā)展中國(guó)造紙行業(yè)正進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期,造紙化學(xué)品的研究開(kāi)發(fā)要緊跟造紙工業(yè)的發(fā)展。目前我國(guó)紙和紙板的產(chǎn)量已居世界第3位,但人均消耗紙量遠(yuǎn)低于世界平均水平。2001年我國(guó)紙和紙板產(chǎn)量為3200多萬(wàn)t,進(jìn)口紙和紙板、紙漿和紙制品總量是1719萬(wàn)t,消費(fèi)量是3683萬(wàn)t,我國(guó)紙和紙板消費(fèi)量已超過(guò)日本,居世界第2位。最近國(guó)家有關(guān)權(quán)威部門提出,2010年建議生產(chǎn)量是6000萬(wàn)t。因此,我國(guó)造紙行業(yè)還必將高速發(fā)展。但是我國(guó)造紙化學(xué)品目前剛剛進(jìn)入發(fā)展初期,產(chǎn)量低、質(zhì)量不穩(wěn)定、品種少、專用性差等問(wèn)題普遍存在。為了適應(yīng)造紙行業(yè)高速發(fā)展的需要,必須從目前小規(guī)模、品種單一的格局,向大型化、專用化、系列化方向發(fā)展。

　　2 3　重視應(yīng)用技術(shù)及專用設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)從某種意義上說(shuō),造紙化學(xué)品的應(yīng)用技術(shù)比合成技術(shù)更加重要,中國(guó)的造紙?jiān)稀⒓垯C(jī)工藝與發(fā)達(dá)國(guó)家有著很大的差別。例如草漿中的雜化學(xué)物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重地干擾化學(xué)品的正常應(yīng)用,相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)不解決將難以達(dá)到理想的效果。我們不僅要對(duì)紙漿的電位、化學(xué)組份及化學(xué)品的配伍等進(jìn)行深入的研究,還要選擇一些典型的紙機(jī)、紙種和企業(yè)進(jìn)行推廣,同時(shí)還要加強(qiáng)技術(shù)咨詢和服務(wù)工作,使造紙企業(yè)真正取得效益。另一方面我們還要加強(qiáng)符合國(guó)情的造紙化學(xué)品專用設(shè)備的研究。發(fā)達(dá)國(guó)家的造紙工藝與設(shè)備十分先進(jìn),已越來(lái)越趨向于高度自動(dòng)化、大型化和高速度化。從紙漿的制備、化學(xué)品的添加到表面施膠和涂布,都是在一條生產(chǎn)線上完成。紙幅寬達(dá)10ｍ以上,車速達(dá)1000ｍ ｍｉｎ以上,甚至高達(dá)2000ｍ。而我國(guó)紙廠的工藝與設(shè)備大多處于國(guó)外20世紀(jì)60～70年代前后的水平,產(chǎn)量低、速度慢、自動(dòng)化程度低。造紙化學(xué)品的添加工藝設(shè)備也十分落后,間歇式為主,人工操作為主,極不適應(yīng)當(dāng)前對(duì)紙張質(zhì)量的要求。因此,對(duì)造紙化學(xué)品應(yīng)用工藝設(shè)備的研究也應(yīng)該是今后的重要課題。

　　2 4　加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外的合作與交流造紙化學(xué)品的開(kāi)發(fā)研究要重視與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的交流與合作。早在60年代前后,發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)行大量的造紙化學(xué)品的研究。變性淀粉、中性施膠劑、PAM等先后應(yīng)用于造紙行業(yè)并已逐步發(fā)展成系列產(chǎn)品。而我國(guó)目前研究力量分散,尚未形成大型的研究開(kāi)發(fā)公司,加上資金短缺等原因,我國(guó)的造紙化學(xué)品研究開(kāi)發(fā)的總體水平還較低,當(dāng)面對(duì)與國(guó)外大型先進(jìn)紙機(jī)配套應(yīng)用時(shí),無(wú)論從產(chǎn)量、質(zhì)量、服務(wù)、技術(shù)諸方面都還存在一定的差距,故我們應(yīng)高度重視與國(guó)外同行的交流與合作。

目前杭州、上海等地已建立幾個(gè)合資企業(yè),要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn),加快合作深度與廣度,最大程度地加快我國(guó)造紙化學(xué)品行業(yè)的發(fā)展。另一方面,造紙化學(xué)品的開(kāi)發(fā)還要重視與國(guó)內(nèi)造紙企業(yè)的合作?；げ吭旒埢瘜W(xué)品技術(shù)開(kāi)發(fā)中心成立以來(lái)已開(kāi)發(fā)了40多個(gè)牌號(hào)的造紙化學(xué)品,取得了20多項(xiàng)科研成果和專利技術(shù),多數(shù)是在造紙企業(yè)的合作下開(kāi)發(fā)成功的。同時(shí)要重視發(fā)揮中國(guó)造紙學(xué)會(huì)、造紙協(xié)會(huì)的作用。

　　3　結(jié)語(yǔ)

　　造紙化學(xué)品是很有發(fā)展前景的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),作為精細(xì)化工新領(lǐng)域,已列入國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的高新技術(shù)。我國(guó)是一個(gè)造紙大國(guó),時(shí)代呼喚著造紙化學(xué)品迅速發(fā)展壯大,應(yīng)根據(jù)中國(guó)國(guó)情,加快造紙專用化學(xué)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用技術(shù)的研究,使我國(guó)的紙張質(zhì)量檔次有明顯的提高,重振造紙發(fā)明國(guó)的雄風(fēng)。