文/ 智橋科技
A Adsorption (吸附)：吸附是一種物質在兩個物質之間界面上積累的作用。造紙過程中關鍵的吸附過程是溼部紙漿和填料對水溶性物質(澱粉、樹脂、染料等等) 的吸附,這是所有水溶性的溼部添加劑最終留著在紙上的關鍵一步。快速吸附對於可降解添加劑尤其重要(比如澱粉可以被生物降解) ,但這需要吸附劑具有高留著率,如細小組分的存在。
B Broke (損紙)：損紙看起來是造紙生產中不可避免的,但多數情況下,如果不考慮損紙問題,造紙化學將容易得多,因為不必考慮溼部添加劑的化學性質,只考慮表面用化學品。另一方面,不用表面化學品的損紙可能由於精漿等過程造成,當然也取決於造紙用水循環處理水平。和其他造紙化學品問題一樣,選用與溼部一致的表面化學品並將損紙按不同質量分別處理可以減少損紙損失。
C Calcium carbonate (碳酸鈣) ：碳酸鈣由於是使用最廣泛的造紙溼部填料和塗布顏料,通常被認為是對造紙過程有益的物質,由於其優越的性價比,碳酸鈣將繼續取代高嶺土成為造紙主要填料和顏料。但在酸性條件下溶解是其致命弱點。在回收纖維造紙過程中,由於微生物產生的有機酸造成碳酸鈣分解會帶來一系列問題,有機酸和鈣離子將在系統中形成鈣垢,而反應產生的二氧化碳將在紙中形成空洞,這些問題在進入系統新鮮水中硬度含量較高時也可以發生。
D Deposition (沉積物) ：當系統中溶解性鈣離子含量較高時就可以形成沉積物。其他因素有時也可引起沉積物的形成,如:微生物導致的沉積物形成機率就大大高於天然化學品。沉積物的形成可以造成紙機的速度下降並降低紙張的質量,因此,從源頭上對沉積物進行控制遠好於添加更多化學品來阻止沉積物的產生。這就需要對生料中輔助成分有一個很好的了解,但這需要作很多額外的努力來辦到。
E Electro static forces (電位) ：當帶電物質存在時就會形成電位,並使造紙原料呈現出帶電特性。這對於造紙化學,特別是溼部化學十分重要,儘管從總體上來說電位是平衡的;但如果造紙大部分原料象紙漿和填料帶有負電荷的話,將會由於需要中和電位而使造紙助劑用量增大,還將會產生疊氮物。
F Fines (細小組分) ：造紙系統中存在的微小的、膠體狀顆粒都是細小組分,塗布塗料配方中所有組成成分都是細小組分。溼部的平整度取決於漿料類型、精漿過程及填料使用等因素,細小組分的重要性在於其巨大的比表面積和顆粒數量,這將影響到溼部的施膠、濾水和留著以及紙的抗折力和滲透性。
G Glucuronic acid (葡萄糖醛酸) ：葡萄糖醛酸是象葡萄糖醛基木聚糖半纖維素聚合物的陰離子電荷的主體,它是一種由纖維素、半纖維素和澱粉的主鏈組成單糖———葡萄糖氧化形成的羧基酸,這種物質在纖維的潤漲中起很大作用,當在漿中存在時,它可以吸收陽離子添加劑,如果以溶解狀態存在時,還會形成陰離子垃圾。
H Hydrogen bonds (氫鍵) ：在造紙系統和紙產品中,氫鍵不屬於普遍類型的化學鍵,但對於造紙系統和紙產品來說,氫鍵絕對重要,氫鍵是一種氫原子和某個基團形成的共價鍵,在造紙過程中一般是和氧。在造紙過程中氫鍵一般存在於生料、水和可能形成氫鍵的地方,在紙產品中,氫鍵普遍存在於纖維之間、纖維和澱粉等添加劑之間,並可以給紙張一定的強度。
I Ions (離子) ：離子包括帶電原子和小分子,對水傳導率有很大影響,在許多造紙系統中離子往往不被重視,但有時會從整體上或單獨組分上在造紙溼部組分的靜電作用方面扮演重要角色。由於其存在於液相中,隨著水封閉循環會造成在水中積累,最終導致在紙機上形成沉積。
J Jar (動態濾水器) ：早在20 世紀70 年代初期動態濾水器(DDJ ) 在造紙過程中就是一個眾所周知的術語,也被稱作「Britt Jar」。在特定的造紙機械系統,為摸索助留劑用量和種類進行的研究中,動態濾水器這一小小的實驗裝置可以大大減少實驗次數,且針對性強,因此作用重大。動態濾水器的基本操作原理已經被優化改良,目前全世界有多種動態濾水器的變體。另外,動態濾水器還用於測定細小纖維含量。
K Kraft pulps (牛皮紙漿) ：牛皮紙漿是一種重要的未漂或漂白生漿,而漂白生漿是最大的漿種。鑑於環境壓力,近15年漂白工藝已經發生了變化,非纖維素組分的含量和化學性質都改變了。非漂白牛皮紙漿化學正在形成和完善,一個很好的例子就是自20 世紀90 年代以來苯甲酸的合成和在漿上的應用。
L Lignin (木質素) ：木質素是造紙用生木漿中化學性質最複雜,而且最不需要的成分。在機械漿中木質素以其天然結構狀態大量存在,從而影響木漿的膨脹性能、纖維強度和韌性。未漂化學漿中殘留的木質素在製漿時需要負電荷,這也造成了許多負面影響。當然,木質素可以用作化工原料或燃料,而焚燒是牛皮紙漿廠處理木質素的主要方法。
M Monitoring (監控) ：監控將不再是造紙機械可有可無的附屬裝置。雖然目前有了針對大多數化學參數的專用傳感器,但即使對小型生產線來講,安裝、調試傳感器及相應的軟體的費用十分昂貴,造成傳感器的普及使用有些困難,多數情況下仍然要通過手工取樣進行非在線測定來檢測系統的化學特性。安裝使用傳感器可以使生產過程中的化學特性更加穩定,使生產出的紙張性質穩定均一(減少損紙) ,安裝使用傳感器還是划得來的。
N Neutral papermaking (中性造紙) ：中性造紙是指流漿箱內的pH 範圍為6～8 ,是目前最普遍的造紙方法。因為不用添加酸或鹼來調節系統的pH ,所以中性造紙也可以稱作自然造紙。與酸性造紙(pH < 6) 或鹼性造紙(pH > 6) 相比,中性造紙不僅控制簡單,而且還有許多其他優點。
O Organic chemistry(有機化學) ：有機化學應用範圍包括了除礦物填料/ 顏料和少數如明礬等的物質外的造紙用大部分生料原料。但在造紙過程中沒有發生任何化學反應,僅僅是將這些物質留在產品中。
P Polymers (聚合物) ：造紙過程中的大多數有機原料,從紙漿的主要成分———纖維素、半纖維素和木質素,到分散劑等少數添加劑都是聚合物。聚合物有許多不同類型———自然的或合成的、直鏈的或支鏈的、陰離子的或陽離子的(還有非離子的) 、水溶性的或水不溶的,等等。即使使用了木質衍生的聚合物,造紙過程不使用其他聚合物是不可能的。
Q Quaternary nitrogen atoms (疊氮原子) ：疊氮原子存在於很多造紙化學品中,其分子具有陽離子電荷。氮原子的疊氮結構(就是說氮原子直接與四個碳原子結合,而不是與碳水化合物結合) 的優點是可以在任意pH 條件下保持正電荷。陽離子電荷有利於溼部化學品吸附和駐留在紙上。由於多數化學品都是聚合物,疊氮原子也常用作殺菌劑和柔軟劑。
R Retention(留著) ：留著現象是溼部化學的核心。生產過程中定義了幾種不同的留著率———總留著率(得率) 、單次留著率、首次留著率、網篩留著率等等。其中最重要的是單次留著率(SPR) ,細小纖維留著率高直接效應就是減少纖維損失,並且該參數對機器運行和成紙質量同樣重要。
S Starch (澱粉) ：澱粉是造紙過程中的一種重要聚合物,其化學分子式與造紙中的另一種化合物———纖維素極相似,然而研究發現二者的水溶性相差極大。化學鍵的細微差別造成性質相差甚遠是造紙過程中有趣的一面。
T Temperature (溫度) ：溫度作為一種物理特性可以影響造紙過程中的許多化學現象,在乾燥過程中可以促進合適化學反應發生來增加溼強。在溼部,溫度可影響很多問題,如: 沉積、泡沫、降解、微生物等,但由於我們對進入造紙系統的熱量控制不嚴,所以很難控制溫度的變化。
U Uniformity (均一性) ：均一性是任何連續生產中都希望具有的性質。從化學角度考慮,用生料漿的生產實現均一相對容易,但對於使用再生漿的生產就有些困難(不可能) ,所有生產線都要想辦法來減少各種情況下發生的損紙。對付化學性質不穩定的最好的方法就是通過適當的分析或檢測,找出問題所在進而提出對策。
V van der Waals forces (範德華力) ：範德華力是所有物質之間相互吸引的自然力中的基本力,是由分子內不同偶極(分子內電荷分離) 間相互作用形成的。在物質分子間的粘接中(如:氣體液化) 和粒子聚合中範德華力起關鍵作用。 W Water (水) ：水對於很多生產來說是一種必不可少的原料,造紙過程也一樣。從表面上看,水起到傳遞、洗滌和化學反應載體等作用,但是在製漿和紙成形過程中,水對最終紙頁的性質有重要影響。造紙用水對環境影響很大,可以通過封閉循環使造紙廢水控制在最佳水平來減小對環境的影響。造紙用水封閉循環會引起系統內部化學性質發生的變化,這種變化是造紙系統不希望發生的。因此水的控制在優化工藝及產品化學方面起致關重要的作用。
X Xylose (木糖) ：木糖在造紙化學品中並不重要,但是這是造紙中唯一以「x」開頭的詞彙。木糖是一種戊糖,存在於某些紙漿的半纖維素中,具有陰離子電荷。
Y Yield (產量) ：產量是衡量造紙所有原料總體留著效果的另一個途徑,它把造紙溼部化學的兩個主要因素聯繫在了一起,既所有原料的留著和水的控制。
Z Zeta potential ( Zeta 電位) ：Z 是字母表中最後一個字母,Zeta 電位是表述細小顆粒表面電量最常用的方法,但這個數據目前多數情況下還處在討論階段,直接用於對造紙化學品的優化調整還不多,Zeta 電位對於紙張質量溼部測定應該十分有用,相對於目前在線測定的一系列參數,Zeta 電位的真正應用還有待於發展。
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