FSB施胶系统优化开题报告

1. 研究目的与意义

目的：FSB（未涂布食品卡）主要用于餐饮行业包装，对液态的内容物抗渗透要求比较高，所以这是一个重度内部施胶的纸种。目前，由于施胶剂保留的问题，在湿部系统运行一段时间之后会有化学品沉积的问题，对运行和品质造成一定影响。所以希望通过该项目来优化FSB的施胶系统，提高化学品的保留。

意义：造纸施胶一般有两种方法：一种是表面施胶，即纸幅在成形、干燥后，施胶剂可通过施胶压榨、涂布机或压光机而施于纸张表面。另一种方法是浆内施胶，将施胶剂加到造纸浆料中，在纸页成形过程中达到与纸幅的结合。两种过程的结果都能降低纸对水的湿润性能，表面施胶还可降低纸幅的孔隙。但是由于课题的目的和要求（目前，由于施胶剂保留的问题，在湿部系统运行一段时间之后会有化学品沉积的问题，对运行和品质造成一定影响。所以希望通过该项目来优化FSB的施胶系统，提高化学品的保留。），因此只研究浆内施胶。

目前，斯道拉恩索工厂制浆造纸所用的浆料大都是木浆，而木浆主要是由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成。纸张中纤维之间存在大量的毛细孔，而且构成纤维的纤维素和半纤维素含有亲水的羟基，能吸收水或其他液体。但是只用仅由纤维抄成而未施胶的纸张书写或印刷时，墨水或油墨会过度渗透、扩散，造成字迹不清或透印； 纸张吸水后强度下降，会影响纸张的正常使用。因此,为使纸张具有一定的抗液性能（主要是水）以满足其使用要求，需要在浆中加入一些具有抗液性能的胶体物质或成膜物质，以防止或降低液体对纸张的渗透和铺展，这类物质称之为造纸施胶剂。而目前的施胶剂的种类很多，如松香胶、强化松香胶、分散松香胶、石油树脂胶、石蜡胶和合成胶等到。目前最常用的浆内施胶剂是松香类、烷基二烯酮二聚体（AKD）和烯基琥珀酸酐（ASA）。斯道拉恩索工厂目前用的施胶剂主要是松香类施胶剂。松香的主要成分是树脂酸，树脂酸中包括由碳氢元素组成的三元环和一个极性羧基，是一种典型的两性分子，其中非极性部分赋予纤维疏水能力，极性羧基通过水合铝离子的架桥作用将松香分子固定在纤维上，并且使分子的疏水部分定向朝外，这是松香分子作为浆内施胶剂的基本作用原理。课题的目的是优化FSB施胶系统，降低施胶剂在湿部系统的沉积，提高化学品在纤维上的保留，因为施胶剂在湿部系统的沉积会对湿部系统的运行以及对纸张的品质有一定的影响，从而造成施胶剂等化学品以及纸的浪费，添加公司的负担。施胶是造纸研究的一个重点，施胶系统的好坏是生产应用的前提。优化FSB施胶系统后可以降低施胶化学品的浪费，节约资金，提高企业的竞争力。

2. 国内外研究现状分析

造纸是非常古老的一门技术，其历史可以追溯到公元105年。随着社会的进步人们开始对纸张有着不同的需求，防水施胶就是其中的一种，但是就目前而言并无法确切知道何时开始人们对纸进行防水处理。大约在17世纪中期的时候就有了防止墨水的浸渍纸和内施胶的书写纸。而在当时动物胶则是作为一种主要的施胶剂，明矾一般用作施胶的硬化剂。为了使其表面光泽早期的纸大都用淀粉进行处理。1807年开始应用明矾-松香施胶，到20世纪中期，相继出现了各种类型的松香胶，以及AKD和ASA等合成施胶剂。目前最常要的浆内施胶剂有松香、AKD、ASA。而一种好的施胶剂必须满足以下要求：（1）施胶剂分子必须具有亲水和疏水基团，前者用于与纤维结合，后者在纤维表面形成疏水层；（2）用于浆内施胶时，能被纤维表面吸附并能在纤维中有较高的留着率，有时可借助阳离子助留剂来提高留着率；（3）施胶剂粒子在纤维表面能均匀分布，可通过过胶料浓度、添加点和浆料浓度等实现；（4）施胶剂粒子具有定向能力，疏水基团紧密排列在纤维表面；（5）与纤维有较强的结合力，定向胶粒分子必须固定在纤维表面；（6）对渗透物质表现出优异的化学惰性；（7）对造纸过程和纸张性能没有不利影响。斯道拉恩索工厂目前使用的浆内施胶剂主要是松香，而在水中的纤维及松香胶都是带负电荷的 ,两者之间存在着静电相斥的作用 。为此,需加入硫酸铝作为沉淀剂，以达到把松香胶沉淀物附着在纤维上的目的。硫酸铝的加入提高了阳离子分散松香胶的软化点和熔点，从而有利于提高松香胶的疏水性, 防止胶膜在干燥中的破坏，但不影响松香胶粒的熔融铺展。而影响松香施胶的因素有很多比如：pH值、硫酸铝用量、施胶顺序、Zeta电位、助留剂、填料等。硫酸铝用量过多时，系统中硫酸根累积较多，硫酸根系强阴电性对阳离子松香胶的施胶产生不利影响。因而处理优化FSB施胶系统，减少化学品在湿部沉积必须处理好相关的影响因素。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1. 针对现阶段fsb（未涂布食品卡）实际施胶过程中存在的主要问题进行调研，指出问题的关键点；

2. 根据工厂中的实际生产情况提出fsb（未涂布食品卡）施胶系统可行性改进方案；

4. 研究创新点

通过观察、调节和对比FSB浆料的系统电荷（PCD、Zeta电位、pH、电导率）走势和趋势可以很直观的了解到施胶剂在纤维上的的留着情况，可以很明确的看到化学品的留着率的提高，即FSB施胶系统得到优化。