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○ 關(guān)鍵詞：脲醛樹脂；制備；改性；應(yīng)用　河南在造紙工業(yè)中應(yīng)用的濕強(qiáng)劑主要有兩大類：以脲甲醛樹脂(Urea-Formaldehyde Resin，簡稱UF樹脂)與三聚氰胺甲醛樹脂(簡稱MF樹脂)為代表的酸性熟化樹脂和以PAE樹脂為代表的堿性熟化樹脂。后來發(fā)明了陽離子型改性UF樹脂，其留著率和濕強(qiáng)度與MF相似，但價(jià)格便宜。UF樹脂和MF樹脂，至今在濕強(qiáng)劑的大家族中，始終占有一席之地?！?作脲醛樹脂的制備和改性1.1制原料與化學(xué)反應(yīng)方程式河南制備UF樹脂的原料是由尿素(95%～100%晶體)與甲醛(37%水溶液)聚合而成，其化學(xué)反應(yīng)式如下：河南尿素與甲醛，在中性或弱堿性介質(zhì)中，在85～95℃的溫度下，生成能溶于水及醛的羥甲脲。尿素與甲醛摩爾比為1∶1時，生成一羥甲脲(熔點(diǎn)為111℃)；摩爾比為1∶2時，則生成二羥甲脲(熔點(diǎn)為126℃)。用于造紙工業(yè)的脲醛樹脂，是二羥甲脲的脲醛樹脂或含有少量一羥甲脲的混合物。用1mol的尿素與2mol的甲醛進(jìn)行樹脂化反應(yīng)，反應(yīng)溫度80～100℃，pH值不低于5.5，用適量的10%NaOH溶液，控制樹脂液的pH值。1.2制操作要點(diǎn)與注意事項(xiàng)河南UF樹脂制備操作按下列步驟進(jìn)行：河南①添加甲醛：將37%的甲醛溶液加入反應(yīng)釜內(nèi)，用10%NaOH溶液調(diào)節(jié)甲醛溶液的pH=5.5。河南②添加尿素：通汽加熱至85℃，加入尿素，攪拌溶解。由于尿素溶解是吸熱反應(yīng)，注意控制溫度不下降。河南③繼續(xù)升溫：待尿素全溶后，將溫度提高至95℃。河南④檢測保溫：當(dāng)反應(yīng)溫度到95℃后，15min后抽樣檢驗(yàn)，使樹脂冷卻到20℃，測定其pH值。并用一份樹脂和二份水相混合，觀察其混濁情況；繼續(xù)保持反應(yīng)溫度在95±1℃，每10min檢驗(yàn)一次；待樹脂pH=6時，則隔5min檢測一次。直至樹脂樣品與水混合呈透明溶液而不產(chǎn)生沉淀時，繼續(xù)在95℃保溫30min。河南⑤降溫中和：保溫30min后，將樹脂液溫度降至60℃，用NaOH溶液中和樹脂液，使pH值在7.2～7.4。河南⑥冷卻過濾：待冷卻后過濾備用。此時UF樹脂的固含量約為51%～60%。河南制備操作過程特別注意pH值的調(diào)整和反應(yīng)溫度的控制。添加甲醛后，因工業(yè)甲醛溶液中含有少量甲酸，必須用10%NaOH調(diào)整甲醛溶液的pH=5.5。當(dāng)反應(yīng)在微酸性(pH=5～7)時，反應(yīng)速率加快。但pH=3或溫度大于100℃時，羥甲脲脫水形成不溶于水的亞甲脲，甲醛與過量的尿素在強(qiáng)酸介質(zhì)中縮合脫水形成聚亞甲脲。無論是亞甲脲還是聚亞甲脲，均會降低UF樹脂的強(qiáng)度，因此在制備操作中，一定注意控制反應(yīng)pH值及反應(yīng)溫度，避免上述副產(chǎn)品的產(chǎn)生。河南制成的UF樹脂是一種無色(或草黃色)透明、均勻的糖漿狀液體，能與水以任何比例混合而不發(fā)生沉淀。1.3制脲醛樹脂的改性河南為提高UF樹脂在紙漿中留著率，可在UF樹脂聚合過程中添加某些改性劑，使制得的UF樹脂帶有陽電荷，這就是脲醛樹脂改性的目的。常用的改性劑有乙烯多胺化合物、甲胺、胺吡啶等。這些改性劑用量均很少，如以0.05～0.2mol(對1mol尿素)的用量，就可以使UF樹脂改性。改性樹脂與MF樹脂有類似的效果，而且成本較低，損紙?zhí)幚硪草^易。河南乙二胺改性脲醛樹脂也是一種陽離子型樹脂，比未改性的UF樹脂增濕強(qiáng)效果好，同時還具有水溶性好，不易凝膠，制造方便，價(jià)格低廉等特點(diǎn)。乙二胺改性脲醛樹脂是由尿素與甲醛首先作用，隨后添加乙二胺和其它輔助藥劑制成。化學(xué)反應(yīng)方程式如下：南制備乙二胺改性UF樹脂的原料與配方如下：河南1mol尿素(95%～100%結(jié)晶)，2.5mol甲醛(51%水溶液)，0.1mol乙二胺98%～100%(對尿素)，38%鹽酸，NaOH(25%溶液)控制反應(yīng)pH值，甲酸(90%溶液)控制反應(yīng)pH值。河南制備乙二胺改性UF樹脂的操作要點(diǎn)如下：河南①先將鹽酸與乙二胺作用，生成乙二胺鹽，再與51%甲醛溶液，按配方用量置入裝有溫度計(jì)、攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)釜內(nèi)。河南②調(diào)整pH值到7.0～8.0后加入尿素，控制pH值仍在7.0以上。河南③升溫至95℃，用甲酸調(diào)節(jié)pH值至4.2，因乙二胺具有堿性，此時反應(yīng)液的pH值又會升高至6.2，再用甲酸使其降低至4.0，約20min后，反應(yīng)液的pH值穩(wěn)定控制在5.2～5.6；保持樹脂化反應(yīng)在95℃的條件下進(jìn)行。河南④待樹脂粘度約到100mPa·s時，讓樹脂液自然冷卻到65～75℃，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。河南⑤待樹脂液達(dá)到所需要的粘度時(約150mPa·s)，隨即迅速冷卻至室溫，并用25%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至7.2～7.6，此時樹脂固含量約為51%～53%。河南⑥用水稀釋至45%的濃度，并在較低的溫度下(低于20℃)進(jìn)行貯存?zhèn)溆谩：幽铣叶犯男訳F樹脂外，常用的還有多元胺改性UF樹脂和亞硫酸鈉改性UF樹脂?！?脲脲醛樹脂在造紙工業(yè)的應(yīng)用河南UF樹脂作濕強(qiáng)劑，可直接加到漿料中，也可用于紙張的表面施膠。2.1乙在漿料中加UF樹脂河南液態(tài)的UF樹脂可直接加入打漿機(jī)，或加到紙料制備系統(tǒng)、抄紙系統(tǒng)的設(shè)備中，如配漿箱、沖漿泵、流漿箱等處。UF樹脂作為濕強(qiáng)劑的用量為0.4%～4.0%(對絕干漿)，加入時濃度稀釋到5%～10%。2.2乙UF樹脂用于表面施膠2.2.1乙長網(wǎng)紙機(jī)的表面施膠河南長網(wǎng)紙機(jī)干燥部一般帶有表面施膠裝置，用UF樹脂對紙張進(jìn)行表面施膠一般在水平輥式或傾斜式施膠裝置上完成。樹脂用量約為1.5%～2.0%，施膠濃度約為1%～5%，一般將UF樹脂與氧化淀粉混合使用，例如在生產(chǎn)80g/m2曬圖原紙時，用75%氧化淀粉和25%UF樹脂的混合膠液進(jìn)行表面施膠。2.2.2乙圓網(wǎng)紙機(jī)的表面施膠河南圓網(wǎng)紙機(jī)一般不帶表面施膠裝置，可自行在烘缸上加裝表面施膠裝置。在出托輥后加裝二條φ200～250mm的施膠輥和一個膠料槽，膠料由左輥帶給套有毯套的右輥，通過杠桿裝置壓向缸面，將膠液施于紙面，經(jīng)烘缸干燥后卷紙，結(jié)構(gòu)如圖1。河南這種表面施膠裝置在引線紙中普遍采用。引線紙是煙花鞭炮行業(yè)制作引線的專用紙，要求質(zhì)地細(xì)、薄、柔軟，有一定的抗張強(qiáng)度和濕強(qiáng)度。過去均用韌皮長纖維在側(cè)流式紙機(jī)上抄造，現(xiàn)大部分改用針葉木漿。由于引線紙定量較低(20g/m2以下)，故構(gòu)成的紙張強(qiáng)度較低，而引線紙要求有較大的拉力和一定的濕強(qiáng)度，故需用聚乙烯醇(PVA)和UF樹脂進(jìn)行表面施膠。聚乙烯醇具有良好的粘膠強(qiáng)度和優(yōu)越的成膜性能，并具有良好的滲入紙張內(nèi)部的性能，用PVA表面施膠的紙張強(qiáng)度大，紙質(zhì)柔軟，一般與濕強(qiáng)劑UF樹脂配成混合液進(jìn)行表面施膠。圖1 圓網(wǎng)紙機(jī)表面施膠裝置1-熬膠槽 2-過濾器 3-膠料槽4-施膠輥 5-托輥河南熬膠配方與工藝如下：清水285kg，加PVA(17-99)25kg，通蒸汽20min，攪拌，使PVA全部溶解后，加入U(xiǎn)F樹脂(811型)3kg，皂化油1.5～3kg，攪拌均勻過濾后，將膠液放入膠料槽即可使用。PVA粘結(jié)性強(qiáng)，配方中加皂化油(白油)的作用是幫助紙頁脫缸。一般控制施膠量在10%左右，質(zhì)量可達(dá)到下列技術(shù)指標(biāo)：定量：15+1g/m219-2河南裂斷長：≥6500m河南濕強(qiáng)度：≥4N河南近年引線紙逐步被導(dǎo)火索紙取代，但側(cè)流式網(wǎng)槽由于其特殊的上網(wǎng)方式，能抄出縱橫拉力比較接近的等強(qiáng)紙，還可用普通圓網(wǎng)紙機(jī)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的薄型紙，如電池棉紙(12+2g/m2；15 +2g/m2;18+2g/m2)或禮賓花紙。2.3乙UF濕強(qiáng)紙的損紙?zhí)幚砗幽蟄F樹脂是熱固性樹脂，在礬土的作用下，與纖維有高度的親和力，在紙機(jī)酸性白水系統(tǒng)和正常干燥條件下，UF樹脂進(jìn)一步聚合成熟，通過室溫一段時間的貯存(一般一個星期)即可得到濕強(qiáng)度最大值。UF濕強(qiáng)紙損紙?zhí)幚磔^易，通常在pH3.5～4.5，溫度90℃下處理10～20min即可成漿。河南最近精細(xì)化工推出一種濕強(qiáng)樹脂解膠劑，據(jù)稱可廣泛用于UF、MF、PAE和胺-環(huán)氧氯丙烷樹脂以及雙醛型樹脂濕強(qiáng)劑的解膠。用量為5～8kg/t紙，特殊濕強(qiáng)紙用10～20kg/t紙。經(jīng)筆者試用，對濕強(qiáng)紙的碎解有一定的作用，能加速濕強(qiáng)紙碎解成漿，對地圖紙、證券紙均有一定效果。