考虑助留体系的成本,首先便是助留剂聚合物的成本,所用助留剂的助留作用产生的经济效益需大于其本身的成本、运输费、贮备费和水电费等之和。
近年来纸产品的发展趋势使得助留剂的应用更具有挑战性,例如成纸定量的降低、纸页加填量的增加;另一方面,由于白水封闭循环系统的引入,生产中清水的使用量降低,纸机的车速也在逐渐增加,随着纸机生产效率和纸机设计的演变,抄纸过程中的水力剪切作用呈现增加的趋势。与传统的单向成形脱水技术相比,双网成形技术的助留作用较差,这些发展趋势均对助留体系提出较高的要求。
有研究指出助留剂与纤维的充分混合有利于实现助留剂的有效作用,但是助留剂与浆料的混合会受到各种因素的影响,包括助留剂产品的黏度、浆料中纤维对湍流的***、纤维素纤维形成聚体的趋向性,以及纸页成形设备的***作用等。根据流体动力学原理,利用有效的混合装置或者将助留剂进行稀释均有助于实现助留剂与纤维的良好混合。
在研究助留剂的作用时遇到的另一问题是有效的助留作用仅在很小范围内发生,传统的显微镜不能观测出助留剂分子和纤维素表面之间的相互作用情况。然而,近年来纳米技术的发展为进一步研究助留剂体系的作用机理提供了有效的方法。例如,近年来应用透射电子显微镜发现了助留剂与纤维素微细纤维之间的相互作用。
在造纸过程中,含有纤维和其他组分的浆料连续经过塑料织网脱水后形成纸页,织网的孔必须足够小以满足纸页成形过程中纤维能够100%的助留。但是,浆料系统中往往存在小粒径的胶体颗粒,如薄壁细胞以及打浆过程中从纤维表面脱落的纤维素碎片;此外,还包括为获得优良的纸页性能和降低生产成本所添加的填料。助留剂的主要作用是提高细小组分的留着率,以保证其在纸页成形过程中有效地保留在纸页中。
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