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紙張干強劑是如何提升紙張強度的

紙張干強劑提升紙張強度的核心機理是通過化學和物理作用優(yōu)化纖維間的結(jié)合力,彌補天然纖維自身結(jié)合的不足。以下是其作用機制的詳細分析:


1. 氫鍵網(wǎng)絡的強化

紙張強度的基礎來源于纖維間的氫鍵結(jié)合。干強劑(如淀粉、聚丙烯酰胺)的分子鏈上含有大量羥基(-OH)、氨基(-NH?)或羧基(-COOH)等極性基團,能夠:

  • 與纖維素形成氫鍵:直接與纖維表面的羥基結(jié)合,增加纖維間的氫鍵密度。

  • 橋接纖維間隙:長鏈分子可跨越纖維間的微小空隙,形成“分子橋”,增強纖維網(wǎng)絡的整體性。


2. 纖維間的物理結(jié)合增強

  • 纖維表面改性:干強劑吸附在纖維表面,通過電荷中和或補丁效應減少纖維間的靜電排斥(如陰離子PAM中和帶負電的纖維)。

  • 纖維柔韌化:部分干強劑(如陽離子淀粉)可軟化纖維表面,提升纖維間的接觸面積,促進結(jié)合。


3. 分子鏈的橋聯(lián)與交聯(lián)作用

  • 合成高分子(如PAM)的長鏈效應:聚丙烯酰胺的線性長鏈可同時吸附多條纖維,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),顯著提升抗張強度和耐破度。

  • 交聯(lián)反應:部分干強劑(如環(huán)氧樹脂改性淀粉)在干燥過程中發(fā)生交聯(lián)反應,形成更穩(wěn)定的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。


4. 填補纖維間缺陷

干強劑可在纖維間隙形成連續(xù)薄膜(如淀粉成膜性),減少應力集中點的缺陷,從而提高紙張的均勻性和耐折度。


5. 不同類型干強劑的特性差異

干強劑類型作用特點
淀粉衍生物 通過糊化后形成黏性膜,增強氫鍵和成膜性,成本低但易受pH影響。
聚丙烯酰胺(PAM) 長鏈橋聯(lián)作用顯著,增 強 效 率高,但需控制分子量和電荷密度以避免過度絮凝。
殼聚糖 生物可降解,兼具抗 菌性,但成本較高,需酸性條件溶解。

應用中的關鍵控制點

  • pH值:影響干強劑的溶解性和電荷狀態(tài)(如陽離子淀粉在pH 4–7時效果zui佳)。

  • 添加順序:通常在打漿后、濕部添加,避免與陰離子助劑(如施膠劑)電荷沖突。

  • 干燥工藝:升溫過程促進干強劑分子鏈的伸展和氫鍵形成。

魯公網(wǎng)安備 37078102001145號

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