我國造紙化學(xué)品發(fā)展狀況與未來(lái)展望
2005-11-22 10:04 來(lái)源：慧聰網(wǎng) 責編：wq
| 80年代初,我國造紙化學(xué)品還幾乎是空白,但隨著(zhù)物質(zhì)生活水平的不斷提高,人們對紙張的質(zhì)量要求越來(lái)越高,需求量越來(lái)越大,使中國造紙工業(yè)持續高速發(fā)展。因為造紙化學(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)濟社會(huì )效益,所以引起了國家有關(guān)部門(mén)及大專(zhuān)院校、科研院所的高度重視。初步調查分析,“九五”末我國造紙化學(xué)品實(shí)際銷(xiāo)量約30萬(wàn)t,到“十五”末有可能達到60萬(wàn)t。因此中國造紙化學(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)品的現狀與發(fā)展趨勢 造紙化學(xué)品有不同的分類(lèi)方法�，F就中國造紙化學(xué)品工業(yè)協(xié)會(huì )劃分的5個(gè)專(zhuān)門(mén)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)品以及填料的現狀與發(fā)展趨勢作扼要說(shuō)明。 1 1 變性淀粉由于淀粉的分子結構與纖維相近,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化學(xué)品總量的80%以上。發(fā)達國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5%～6%,主要用于濕部添加、層間噴霧、表面施膠和涂布粘合。據報道,美國年用各種變性淀粉130多萬(wàn)t,日本達50多萬(wàn)t,中國起步較晚,但近年來(lái)發(fā)展迅速,現年用量已達15萬(wàn)t以上。造紙用變性淀粉品種很多,主要有酶轉化、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。 新世紀紙用變性淀粉主要的發(fā)展趨勢: (1)更加重視環(huán)境保護,發(fā)展高留著(zhù)型產(chǎn)品。以表面施膠淀粉為例,高留著(zhù)型表面施膠淀粉將大量取代氧化淀粉,主要是因為氧化淀粉在纖維上留著(zhù)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(chǎng)就是因為沒(méi)有采用高留著(zhù)型淀粉而被政府關(guān)閉。 (2)更加重視發(fā)展專(zhuān)用性強的產(chǎn)品。新型專(zhuān)用型的產(chǎn)品不斷涌現,如兩性、多元變性、網(wǎng)絡(luò )功能等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成功,傳統的變性淀粉在技術(shù)上跨越了一個(gè)新的臺階。專(zhuān)用的增強劑、助留助濾劑等產(chǎn)品更容易被紙廠(chǎng)接受,從而可以以更低的成本,獲得更好的效益。 (3)更加重視應用技術(shù)的研究。變性淀粉在紙上的應用技術(shù)已從單一品種的應用發(fā)展成為多品種協(xié)調應用和優(yōu)化紙機生產(chǎn)工藝的綜合應用,同時(shí)加強對有關(guān)應用理論和機理的研究,如濕部化學(xué)應用理論和機理等的研究將更加透徹和完善。通過(guò)對應用機理和理論的研究反過(guò)來(lái)指導實(shí)際應用,使造紙化學(xué)品取得最佳的應用效果,使造紙企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟效益。 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(lèi): (1)天然類(lèi),主要以松香為原料。早期應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(lèi),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(zhù)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)報道。在松香系列施膠劑中,關(guān)鍵性的技術(shù)指標是對紙漿PH的適應性,PH值在4.5～5.5的酸性松香施膠劑仍是當前的主流產(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(lèi),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,并不適用于機內涂布的產(chǎn)品和高速紙機。ASA正是可以彌補AKD的不足,因此ASA在我國也一定能逐步得到推廣,當然新型的AKD系列和ASA系列產(chǎn)品仍在開(kāi)發(fā)過(guò)程中。 除漿內應用的產(chǎn)品外,通過(guò)表面施膠提高抗水性的產(chǎn)品和應用技術(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,在提高紙張表面強度的同時(shí),還可以改善抗水性,這對于漿內弱施膠的紙種和AKD內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(lèi)產(chǎn)品應用也非常廣泛,如聚丙烯酰胺(PAM),有陰離子、非離子、兩性離子以及各種相對分子質(zhì)量、聚合度的產(chǎn)品。在濕部應用時(shí),可作為增強劑、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)品存在運輸和保存問(wèn)題,故目前紙廠(chǎng)應用普及還不夠。其新的趨勢是與變性淀粉共用,可以取得比單獨應用更好的效果,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分子質(zhì)量的PAM組成的雙元助留體系已普遍為紙廠(chǎng)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(lèi)產(chǎn)品。由于水溶性高分子聚合物的相對分子質(zhì)量可調及多離子特征,新的產(chǎn)品仍不斷涌現,其專(zhuān)用性產(chǎn)品受到紙廠(chǎng)歡迎。水溶性高分子聚合物的應用技術(shù)研究更為迫切,專(zhuān)用設備、合成技術(shù)及復配應用技術(shù)的研究,仍是化工與造紙行業(yè)科研開(kāi)發(fā)的重要內容。這類(lèi)產(chǎn)品在造紙廢水處理過(guò)程中也有著(zhù)重要用途,但我國在這方面的研究有待深入。 1 4 特種造紙化學(xué)品 這類(lèi)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(chēng)這類(lèi)產(chǎn)品為功能性化學(xué)品。如能賦予紙張濕強的濕強劑,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合配方產(chǎn)品,根據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)品也已有成功的報道;增白劑也是一類(lèi)重要產(chǎn)品,目前仍以VBL型為主,但新產(chǎn)品已有不少報道。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。在新的世紀里,隨著(zhù)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。 1 5 填料 填料在造紙上應用十分廣泛,應用歷史已很長(cháng),常見(jiàn)的有碳酸鈣、滑石粉、二氧化鈦及一些復合填料等。由于碳酸鈣價(jià)格低,性能好,隨著(zhù)中性抄紙技術(shù)的普及用量在迅速增長(cháng)。填料的發(fā)展主要是微�；�。以碳酸鈣為例,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。填料的應用過(guò)程中存在的最大問(wèn)題是留著(zhù)問(wèn)題,助留劑的應用使填料的留著(zhù)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(zhù),這將是一個(gè)新的研究方向。據報道,1998年全球造紙精細化學(xué)品銷(xiāo)售額達85億美元,其中美國為19億美元,歐洲為14億美元,日本為12億美元。我國紙和紙板產(chǎn)量已接近日本,但據統計,全國目前造紙精細化學(xué)品的銷(xiāo)售額約15億人民幣,與日本對比差距近7倍,可見(jiàn)我國造紙化學(xué)品尚處于開(kāi)發(fā)應用階段,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)達國家水平。 2 中國造紙化學(xué)品應走中國特色的道路 由于中國造紙行業(yè)與歐美等發(fā)達國家有很大的不同,故中國造紙化學(xué)品應走中國特色的道路。 2 1 加快開(kāi)發(fā)適應中國國情的專(zhuān)用化學(xué)品 2 1 1 表面專(zhuān)用化學(xué)品相對于濕部化學(xué)品而言,我國對表面化學(xué)品的研究開(kāi)發(fā)比較落后。在發(fā)達國家表面化學(xué)品的用量遠遠超過(guò)濕部化學(xué)品,新的品種系列也在不斷涌現。我國的紙和紙板由于纖維原料差等原因,表面強度、整飾性、印刷適性等指標普遍達不到要求,因此加強表面化學(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)的主要內容,如:具有環(huán)保特征、性能優(yōu)異的高留著(zhù)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特殊表面性能的表面施膠劑,如復合抗水型、防油抗熱型、增白調色型等產(chǎn)品還有待于科研工作者繼續努力。新型涂布化學(xué)品也是一個(gè)熱門(mén)的課題,隨著(zhù)現代印刷技術(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(zhù)彩色噴墨打印技術(shù)的發(fā)展,數碼照相機的商業(yè)化生產(chǎn),對彩色噴墨打印紙提出了新的要求,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(zhuān)用化學(xué)品社會(huì )經(jīng)濟文化的發(fā)展同樣也促進(jìn)了特種紙的發(fā)展。我國在特種紙發(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、導電紙、防偽紙等,都需要各種特殊的專(zhuān)用化學(xué)品。隨著(zhù)生活水平的提高,人們對生活用紙的品種、質(zhì)量要求迅速提高。開(kāi)發(fā)衛生、優(yōu)質(zhì)、舒適的生活用紙,需要專(zhuān)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)品都應具有安全性能要求,更是非專(zhuān)用化不可。隨著(zhù)塑料快餐盒的禁止生產(chǎn)銷(xiāo)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(zhuān)用化學(xué)品。 2 1 3 造紙環(huán)保專(zhuān)用化學(xué)品中國造紙行業(yè)的環(huán)保問(wèn)題十分嚴峻,造紙廢水排放量占全國各行業(yè)總和的1/6,有機污染物占1/4,名列第3污染行業(yè)。21世紀,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(chēng)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(zhuān)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;對造紙黑液進(jìn)行分離、回收木質(zhì)素等有機高分子;對造紙白水進(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�；�、專(zhuān)用化、系列化方向發(fā)展中國造紙行業(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。目前我國紙和紙板的產(chǎn)量已居世界第3位,但人均消耗紙量遠低于世界平均水平。2001年我國紙和紙板產(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,消費量是3683萬(wàn)t,我國紙和紙板消費量已超過(guò)日本,居世界第2位。最近國家有關(guān)權威部門(mén)提出,2010年建議生產(chǎn)量是6000萬(wàn)t。因此,我國造紙行業(yè)還必將高速發(fā)展。但是我國造紙化學(xué)品目前剛剛進(jìn)入發(fā)展初期,產(chǎn)量低、質(zhì)量不穩定、品種少、專(zhuān)用性差等問(wèn)題普遍存在。為了適應造紙行業(yè)高速發(fā)展的需要,必須從目前小規模、品種單一的格局,向大型化、專(zhuān)用化、系列化方向發(fā)展。 2 3 重視應用技術(shù)及專(zhuān)用設備的研究與開(kāi)發(fā)從某種意義上說(shuō),造紙化學(xué)品的應用技術(shù)比合成技術(shù)更加重要,中國的造紙原料、紙機工藝與發(fā)達國家有著(zhù)很大的差別。例如草漿中的雜化學(xué)物質(zhì)會(huì )嚴重地干擾化學(xué)品的正常應用,相應的應用技術(shù)不解決將難以達到理想的效果。我們不僅要對紙漿的電位、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、紙種和企業(yè)進(jìn)行推廣,同時(shí)還要加強技術(shù)咨詢(xún)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符合國情的造紙化學(xué)品專(zhuān)用設備的研究。發(fā)達國家的造紙工藝與設備十分先進(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(xiàn)上完成。紙幅寬達10ｍ以上,車(chē)速達1000ｍ ｍｉｎ以上,甚至高達2000ｍ。而我國紙廠(chǎng)的工藝與設備大多處于國外20世紀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)品的添加工藝設備也十分落后,間歇式為主,人工操作為主,極不適應當前對紙張質(zhì)量的要求。因此,對造紙化學(xué)品應用工藝設備的研究也應該是今后的重要課題。 2 4 加強國內外的合作與交流造紙化學(xué)品的開(kāi)發(fā)研究要重視與國外先進(jìn)技術(shù)的交流與合作。早在60年代前后,發(fā)達國家已進(jìn)行大量的造紙化學(xué)品的研究。變性淀粉、中性施膠劑、PAM等先后應用于造紙行業(yè)并已逐步發(fā)展成系列產(chǎn)品。而我國目前研究力量分散,尚未形成大型的研究開(kāi)發(fā)公司,加上資金短缺等原因,我國的造紙化學(xué)品研究開(kāi)發(fā)的總體水平還較低,當面對與國外大型先進(jìn)紙機配套應用時(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,故我們應高度重視與國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),要認真總結經(jīng)驗,加快合作深度與廣度,最大程度地加快我國造紙化學(xué)品行業(yè)的發(fā)展。另一方面,造紙化學(xué)品的開(kāi)發(fā)還要重視與國內造紙企業(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)牌號的造紙化學(xué)品,取得了20多項科研成果和專(zhuān)利技術(shù),多數是在造紙企業(yè)的合作下開(kāi)發(fā)成功的。同時(shí)要重視發(fā)揮中國造紙學(xué)會(huì )、造紙協(xié)會(huì )的作用。 3 結語(yǔ) 造紙化學(xué)品是很有發(fā)展前景的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),作為精細化工新領(lǐng)域,已列入國家重點(diǎn)發(fā)展的高新技術(shù)。我國是一個(gè)造紙大國,時(shí)代呼喚著(zhù)造紙化學(xué)品迅速發(fā)展壯大,應根據中國國情,加快造紙專(zhuān)用化學(xué)品的開(kāi)發(fā)和應用技術(shù)的研究,使我國的紙張質(zhì)量檔次有明顯的提高,重振造紙發(fā)明國的雄風(fēng)。 |
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