Compozil

阳离子马铃薯淀粉
80％支链淀粉＋20％直链淀 粉

5nm的离散型胶体二氧 化硅
Compozil
Compozil 助留特点
Compozil助留体系的特点


采用含有较多支链组分的淀粉，加在压力筛前 阴离子胶体二氧化硅加在流浆箱前 细小纤维组分在纸幅中分布均匀 将纸料中未吸附的淀粉固着到纸料组分上 提高纸料滤水性能和成纸强度，相对改善匀度
第五章
助留剂和助滤剂
5.1 概述 5.2 助留剂 5.3 助滤剂
5.1 概述
5.1.1 纸料的留着方式 5.1.2 基本聚集机理 5.1.3 复合聚集机理
5.1.1 纸料的留着方式
机械截留作用: (1) 抄纸网对纤维的截留作用 (2) 纤维交织层对细小组分的截留作用

胶体的聚集作用 主要由纸料组分间的胶体作用力引起， 常常包含电解质、聚合物的作用。 (1)细小组分间的聚集 (2)细小组分与纤维间的聚集 (3)纤维间的聚集
先加到纸料中的低至中分子量、高电 荷密度的阳离子聚合物首先吸附在纸料 组分表面，中和其表面局部电荷，形成 阳电荷补丁，随后加入的高分子量的阴 离子聚合物在不同颗粒的阳电荷补丁之 间桥联，引起纸料组分的絮聚。
补丁－桥联机理
特点：
絮聚体大而松散， 一定的抗剪切能力， 细小纤维间和纤维间 的絮聚，细小纤维的 留着主要靠纤维交织 层对细小纤维絮聚体 的截留作用 ，易引起 纸张匀度的恶化。

合成阳离子固着剂 专用阳离子絮凝剂 高度聚集支化的结构二氧化硅
Compozil Select 加入地点
Compozil Select 助留体系的 特点


ATC先加入纸浆中，清除体系的阴离子干扰物 浓浆中加入特制的阳离子淀粉，提高纸张强度 其特制的阳离子聚合物组分对高电导率、高 COD和Ca2+体系的适应性更强，经历高剪切作 用后与微粒组分之间的作用更强。 高分支结构的纳米结构二氧化硅的重聚效率更好 体系助留效果更显著，对含有LWC、SC和瓦楞 纸板废纸或损纸的适应性提高。
Compozil Plu
线性的高分子量、低电荷密度的阳离子 聚丙烯酰胺 结构二氧化硅

Compozil Plu
山东轻工业学院

Compozil Plu助留特点
CPAM
加在压力筛前，经历高剪切
作用
结构二氧化硅加在流浆箱前，引起
纸料微粒桥联和电中和重聚 助留作用更显著
Compozil Select
PEO/辅助剂助留机理
复合物桥联助留机理
缔合引发的聚合物桥联助留机理
复合物桥联助留机理
PEO与一个或多个辅助剂分子首先形成 溶解性的初始聚合物复合体 初始复合体发生聚集，形成一种胶体尺 寸的胶状复合体，并逐渐长大 胶状复合体吸附在体系中的胶乳颗粒上 粒子间通过胶状复合体的架桥作用而结 合在一起，或与胶状复合体继续发生杂 凝聚而沉积在纤维上
以电荷的静电中和为主要聚集作用力 形成的致密的“软絮聚体”，属凝聚



不抗剪切，但具有可逆性
加入地点不重要
桥联机理
大于100万的高分子量、中低电荷密度的 阳离子聚合物引起的聚集
链圈
链尾
链轨
桥联机理
桥联聚合物加入量与纸料聚集程度和表面电性
桥联机理

分子量越高，桥联作用越强 在加入量很低时开始引发纸料间的聚集，至覆 盖率达50％时达到最大絮聚，可操作范围很宽 聚集体结构松散，抗剪切，称 为“硬絮聚体” 不可逆，称为“絮聚（flocculation)
纸料留着率
纸料总留着率：进入卷纸机处的纸
页所含物料量与送到纸机湿部的物 料量的比率，简称总留着率。
纸料单程留着率：离开伏辊的湿纸
页中所含物料量与离开流浆箱的物 料量的比率，也称首程留着率。
纸料留着率的计算
单程留着率的近似计算公式：
R FP Ch Cw 100% Ch
Ch和Cw分别是流浆箱和白水盘中白 水的浓度
常用聚合物
阳离子聚合物：聚乙烯亚胺（PEI)、
聚胺、阳离子淀粉 阴离子聚合物：高分子量低电荷密 度的阴离子聚丙烯酰胺
（3）阴阳离子复合物助留体系
阴阳离子聚合物发生离子配对中和 反应，形成复合物。可在更宽的加入量 范围内引起纸料组分的絮聚，且复合物 的电荷比例越接近其等电点比例，引起 有效絮聚的加入量范围越宽，颇似絮聚 随聚合物分子量提高时的情况。
有机微聚物结构示意图
硫酸铝/CPAM/阴离子有机微聚物
助留机理与一般的无机微粒助留体系相 似，但可在较低的加入量下获得最大助 留作用。 加入少量的硫酸铝（0.05-0.25％）或 聚合氯化铝对提高其助留助滤性能起着 重要作用。 有机微聚物助留体系更适于高加填的纸 张。 更有利于提高纸张匀度。
助留组分的加入顺序并不重要 微粒组分先加时，可大幅度降低聚合 物的使用量。 主要用于含有大量阴离子干扰物的抄 纸体系 。

5.2.5 PEO/酚醛树脂助留体系
聚合物组分：聚氧化乙烯 辅助剂（cofactor)：酚醛树脂

含有足够带电荷基团（一般为磺酸基 团）和酚型基团的缩合聚合物，改性酚 醛树脂。
预先将特定的阴离子聚合物和 阳离子聚合物混和，形成庞大的阴 阳离子复合物，再加到纸料中，阴 阳离子复合物在纸料颗粒间产生强 烈的架桥作用，引起纸料的絮聚而 提高纸料留着率。
强烈架桥作用，易引起细小组分和纤维 产生强烈的絮凝而破坏纸页匀度，应在 冲浆泵和压力筛的入口处加入。 与硫酸铝一起使用，pH5-5.5。 两性PAM增强剂和分支型PAM共聚物 增强剂形成的阴阳离子复合物具有分支 结构，小而坚固，并能在宽的pH值范围 内保持阳离子性，可在较高pH值下使用。
电中和机理的特点


用量范围很窄，不易操作
聚集体致密、不抗剪切，其聚集体称为 “软絮聚体”，属凝聚（coagulation) 聚集具有可逆性


加入地点不重要
补丁机理
10-100万的中高电荷密度的阳离子聚合 物引起的聚集
补丁聚合物加入量与纸料聚集程度 和表面电性
补丁机理特点

可操作范围较电中和机理高，并于聚合 物在纸料颗粒表面覆盖率达50％时获得 最好助留效果


主要造纸助留剂的作用机理
加入地点非常重要：靠近流浆箱
5.1.3 复合聚集机理

补丁－桥联机理 阴离子微粒絮聚机理 阳离子微粒絮聚机理
对于复合絮聚机理来讲，纸
料的最后絮聚特性常常与最 后加入助剂组分的絮聚特点 关系更为密切。
（1）补丁－桥联机理

由低至中分子量、高电荷密度的阳离子聚 合物和高分子量、低电荷密度的阴离子聚 合物引起的絮聚
5.1.2 基本聚集机理
电中和机理
补丁机理
桥联机理
电中和机理
粒子表面双电层被压缩，至粒子表面的Zeta 电位为零时，则粒子间的静电斥力消失，粒子 间靠分子引力，从而引起纸料的絮聚。 一些低分子量、高阳电荷密度的聚合物如硫酸 铝、聚铝和聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯 化铵
电中和聚合物加入量与纸料聚集程度 和表面电性

高分子量低电荷密度的阳离子聚丙烯酰胺 钠基蒙脱石
CPAM/蒙脱石(Hydrocol)助留机理
(a)未加助剂
(b) 加入CPAM
(c) 加入CPAM后经历 剪切作用
(d) 最后加入蒙脱石
山东轻工业学院
CPAM/膨润土助留体系特点

CPAM先加在压力筛前且加入量较高 膨润土尽量靠近流浆箱加入，且需要良好的分 散 膨润土一般为钠基膨润土，锂基膨润土的效果 会更好，但成本高 提高纸料的留着率和滤水性能，匀度不恶化
蒙脱石/(A)PAM (Organopol)

钠基蒙脱石 非离子或阴离子聚丙烯酰胺
锂基蒙脱石类微粒助留体系

阳离子组分 锂基蒙脱石:锂蒙脱石的八面体层中的二价镁离 子被一价的锂离子同相置换，形成永久性的层 面负电荷
锂基蒙脱石类微粒助留特点
三维均具有纳米尺度，既可与CPAM组成微粒 助留体系也可与阳离子淀粉组成微粒助留体系 所产生的微絮聚体比一般微粒助留体系更致密， 含更少的间隙水，尺寸更小、更均一 在较低的微粒组分加入量下获得更高的纸料留 着率 合成锂蒙脱石由于颜色较浅，不含铁，不影响 纸张的白度，可用于各种纸张的抄造中

5.2.3 阴离子微粒助留体系
• 由高分子量、低电荷密度的阳离子聚合 物和阴离子微粒组成 • 经典的微粒助留体系： 阳离子淀粉/胶体二氧化硅 CPAM/膨润土 阳离子淀粉/现场合成氢氧化铝 • 阴离子有机微聚物助留体系
(1)胶体二氧化硅类微粒助留体系
• Compozil • Compozil Plu • Compozil Select
补丁－桥联机理特点
形成大而松散的絮聚体，抗剪切，絮聚作 用非常强 引起细小纤维间和纤维间的絮聚，细小纤 维的留着主要靠纤维交织层对细小纤维絮 聚体的截留作用 常引起纸张匀度的恶化 阳离子聚合物加在压力筛前，阴离子聚合 物尽量靠近流浆箱

（2）阴离子微粒絮聚机理


由高分子、低电荷密度的阳离子聚合物 和阴离子的微粒引起的聚集

（3）氢氧化铝类微粒助留体系
阳离子淀粉/现场合成氢氧化铝（Hydrosil) 阳离子淀粉/聚铝 聚铝：聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸硫酸 铝(FIRST-PASS® )

(4) 阴离子有机微聚物助留体系
• CPAM +硫酸铝 • Polyflex (有机微聚物，micropolymer)
（2） 蒙脱石类微粒助留体系
钠基蒙脱石类微粒助留体系 锂基蒙脱石类微粒助留体系 经处理的改性蒙脱石微粒助留体系