天津科技大学材料科学与化学工程学院 《造纸原理与工程》
造纸化学品及其应用
Chemicals for papermaking
造纸科学与工程系 高玉杰
材料科学与化学工程学院
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• 应用造纸化学品的重要性：
• 在造纸工业中，造纸化学品的应用对纸张的质量和生产的
经济性起着决定性的作用。
• 它们能赋予纸张各种优异的特殊性能（如抗水性、抗油性、
湿强度、平滑性、印刷适性、柔软性等），
• 能使较差的纤维原料生产出更薄、更白、更牢的纸；
• 它们使生产过程优化、纸机运行速度提高。
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• 国内造纸化学品企业也在市场竞争中日益壮大。据
不完全统计，全国有造纸化学品企业上千家，集中
分布在造纸工业发达的沿海地区及广西、河南、湖
北、湖南、江西、四川和东北三省。但整体而言，
与国际上高度集中化的造纸化学品市场相比较，
还存在诸多问题：
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• 1.创新能力薄弱，品种针对性差、数量少，技术低
水平重复多。
• 2.企业生产规模偏小，与国际大企业相比技术上存
在明显差距，支撑全行业的大型骨干企业尚在形成。
• 3.产品的应用技术研究还处于初级阶段。
• 4.造纸工业节能减排、清洁化生产所需的一些新品
种尚待开发。
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造纸化学品产业的发展趋势：
• 1.造纸化学品行业将呈现加快增长的趋势。
• 2.产业规模、结构和布局进一步优化，形
成一批支撑全行业的大型骨干企业。
• 3.加强技术创新能力建设，发展具有自主
知识产权的新产品、新工艺、新技术。
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• 资源、环境、能源目前是造纸工业面临的最主要的三大课
题，诸如出于对森林资源的保护，国内纤维原料供需矛盾
突出的问题，再生纤维使用量正在逐年增加；
• 为保护环境、减少废水排放而采取的封闭白水循环工艺；
为满足国民经济发展的需要，优化产业结构而提高纸的品
质或研究新的品种；
• 为提高生产效率而采取的纸机大型化、高速化等等都给相
关造纸化学品的开发和应用提出了新的更高的要求，各种
造纸化学品的新产品、新技术、新工艺和配套的应用技术
将不断涌现。
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• 功能型化学品是作为纸中的一种成分，以改
变纸张性质为目的。
• 它们有的赋予纸张各种优异的特殊性能（如
抗水性、抗油性、湿强度、平滑性、印刷适
性、柔软性等）；
• 有的能用较差的纤维原料生产出更薄、更白、
更牢的纸，具有很高的经济价值。
• 新型施胶剂、纸张干湿补强剂等化学品成为
研究发展的重点。
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• 控制型化学品是为了改善生产环境，防止或
消除生产故障或实现某种工艺措施，至于它
们是否成为纸中的成分并不重要，其对纸页
性质的影响不大或是间接的。
• 造纸白水封闭循环。
• 追求性价比更高的助留剂产品及助留助滤系
统和消除生产障碍的化学品是当前世界造纸
化学品竞相发展的重点。
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• 多种化学品的综合应用技术研究将是造纸
化学品技术发展的重中之重。
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• 施胶的目的是使纸张获得抗流体渗透能
力。
• 加填的目的是改善纸张的某些物理性能
（如不透明性、平滑度等）机械性能
（如柔软性）光学性能（白度）和适印
性能。
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• 染色的目的是为了提高纸张的白度和色
相、赋予纸页所需的色泽。
• 加入干、湿强度剂的目的是增加纸页的
干、湿强度；加入助留剂是提高各种添
加剂在纸页中的留着率；助滤剂的目的
是增加纸料的滤水速度。
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第一节 施 胶
Sizing
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一.概述
（一）施胶的目的、分类和方法
因为用植物纤维生产的纸张，纤维之间尚存在着许
多毛细孔，再加上纤维具有亲水性，所以有吸水性。
因而，在未施胶的纸上书写，墨水就会很快的扩散
开来，造成字迹模糊不清，甚至不能书写。为了使
纸张在一定程度上不为水或水溶液所浸润，就需要
在生产某些纸张的浆料中加入一些抗水性的胶体物
质，这就是胶料。
施加胶料的生产过程称为纸张的施胶。
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• 由此可见，施胶的目的就是使纸张或纸
板获得抗拒液体渗透能力。
• 由施胶的目的我们可以推知并不是所有
的纸都需要施胶。有些纸料是不需要施
胶的。
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• 要求施胶的纸料，称施胶纸，大致包括下列几类：
（1）包装纸和纸板（2）纸袋纸（3）书写纸（4）
制图纸（5）印刷纸（特别是胶版印刷纸，这是因为
在胶版印刷过程中，纸张要与润湿的包胶辊接触，
因此胶版纸必须具有一定的抗水性能）。纸张的抗
水性能在凸版和凹版印刷工艺上并没有很大意义。
有些凸版印刷纸和凹版印刷纸也采取轻施胶处理，
其目的是为了调整纸张表面的吸墨性能。
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• （6）建筑用纸和纸板（例如糊墙纸、建筑纸板等）
（7）瓦楞纸板等。
• 不需要施胶的纸，称为不施胶纸，包括要求具有一
定吸滤性能的纸料，例如卫生纸、滤纸、浸渍加工
原纸（蜡纸、 纸等）变性加工原纸等（羊皮纸、钢
纸原纸等）另外，也包括大多数电器绝缘纸（例如
电缆纸、电话纸、电容器纸等）以及卷烟纸等。
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• 抗拒流体渗透性能包括抗水（例如包括用
纸和纸板）性能、抗墨水（例如书写纸）
性能、抗油（例如食品包装纸）性能、抗
拒印刷油墨（如印刷纸）性能、抗拒水蒸
汽（纸袋纸）性能、抗血（例如鲜肉包装
纸）性能等。
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• 根据施胶度的大小纸张可分为：重施胶纸、中等
施胶纸、轻施胶纸和不施胶纸。
• 同是施胶纸，但由于纸种不同，为了取得不同的
施胶效果，可采用不同的施胶方法。目前应用的
施胶方法有内部施胶、表面施胶及双重施胶。
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• 在纸浆中加胶料，再抄成具有憎液性能的纸和纸板，
称为纸内施胶或内部施胶。
• 对纸和纸板的表面施加胶料，使其具有憎液性能，
称为表面施胶或纸面施胶。
• 早期手工纸生产多采用表面施胶，直至十九世纪初，
随着造纸工业机械化的实现，才被内部施胶所取代。
现在，表面施胶已逐渐演变成为提高施胶效果的一
个重要手段，但也有以其作为取得某些特殊施胶效
果（例如抗拒水蒸气的性能）的必要加工程序。
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• （二）施胶和施胶剂的发展
• 胶料的种类很多，用于内部施胶的施胶
剂有：白色松香胶，强化松香胶，分散松
香胶和合成胶等。用于表面施胶的施胶剂
有：氧化淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、
动物胶、合成树脂等。
• 目前的动向是推广分散松香胶、向中性
施胶发展。
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• 二.纸内施胶
• （一）松香胶体系
• 1.松香
• 松香是一种有机酸，是由松香酸海松酸等多种
酸性物质的异构体所组成的混合物，而不是单一
的有机化合物，其实验式为：C19H29COOH。
•
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• 松香的酸值： 中和1克松香所消耗的
KOH的毫克数。
• 酸值越大，说明松香中含松香酸量越高，
松香的纯度越好。
• 测定酸值时是以中性条件为反应终点，
用酚酞指示剂，在中性乙醇溶液中用
KOH标准溶液进行 滴定。
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• 皂化值：完全皂化1克松香所消耗的KOH
毫克数。
• 表示松香中包括松香酸在内的树脂酸和
脂类的总含量。
• 测定时同样用酚酞指示剂，在过量碱液
作用下用盐酸反滴定。
• 脂化值：是皂化值与酸值的差值，脂化
值越大，松香所含脂类越多，松香纯度
越差。
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• 2.皂化松香胶
• 皂化松香胶的熬制（P87）
• 皂化是将松香与皂化剂在一定温度下进行
反应使其转化成松香皂，俗称熬胶。常用
的松香皂化剂是纯碱和烧碱。
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• 皂化松香胶的分类：
• 白色松香胶
• 熬制过程只有部份松脂酸被皂化，部份松脂酸则以
微粒的形式均匀地分散在已皂化的松脂酸钠溶液中，
胶液呈乳白色，故称白色松香胶。
• 白色松香胶中含有20～40%的游离松香，因此也叫
酸性松香胶。必须指出的是酸性松香胶是指其中含
有游离松香酸而言，并不是指其溶液呈酸性。
• 白色松香胶液也呈碱性。
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• 褐色松香胶
• 熬制过程胶料中全部松脂酸都被皂化成松脂酸钠，
没有游离的松香酸存在，因此也叫中性松香胶，由
于熬制后的胶料呈褐色，故叫褐色松香胶。
• 易溶于水，无需专门稀释装置，使用时用冷水溶解
即可。
• 水溶液呈碱性。
• 由于熬制简单使用方便，多为小型纸厂所采用。褐
色松香胶的熬制多采用直接加热，有条件也可采用
间接加热，熬制方法基本与白色松香胶相似，但无
须事先乳化与稀释，施胶时再稀释即可。
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• 强化松香胶
• 强化松香胶是一种改性松香胶，用马来酸
酐或马来酸改性的叫马来松香胶，用富马
酸改性的叫富马松香胶，目前用得较多的
强化松香胶是马来松香胶。
• 马来松香是用马来酸酐（顺丁烯二酸酐）
与松香在150℃以上的温度下反应而生成的
羧酸树脂，因此马来松香胶也叫羧酸树脂
胶。
• 增加羧基数目，改善施胶效果。
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• 皂化用碱量的计算
• P86 公式1－3－3
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• 3.施胶理论
• (1)松香胶沉淀物与纤维的附着
• 纤维在水中带负电荷，松香胶粒子也带负电荷，胶
料加进浆料之后两者相互不能接近，为了使胶料粒
子能与纤维结合，必须消除这一障碍，改变其中之
一的表面电荷性。加进带正电荷较强的物质起桥梁
作用将两者结合在一起。
• 能使胶料沉淀附着在纤维表面上的物质称之为沉淀
剂。
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• （2）矾土的水解作用
• 硫酸铝在水中水解电离成铝离子和硫酸根离
子。铝离子与六个水分子配位络合形成三价
的水合铝离子。六水铝离子为正八面体结构，
为阳离子，具有与一般阴离子络合的倾向，
其上面的络合基团能被络合能力更强的其他
阴离子所取代。
• pH在4～5时可抑制水合铝离子的进一步离解，
以六水铝离子的形式存在。
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• 在施胶过程中，沉淀剂先与松香胶料粒子起
作用形成带正电荷的共沉淀物再吸附到带负
电荷的纤维表面上。因为胶料是颗粒很小的
高分子分散体，活动性很强，易于与铝离子
结合，相比之下纤维的粒度大，不易与铝离
子结合，另一方面胶料的负电性比纤维低，
易于由负电变成正电，而纤维的负电性较强，
要变成带正电需更多的硫酸铝。
• 由此可见，在施胶过程中，要先加松香胶料
混合均匀后再加沉淀剂。
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• （3）松香胶沉淀物
• 松香胶料中的松香酸阴离子与水合铝离子作用生成
松香酸铝共沉淀物“水合松香酸铝”，带正电荷的
水合松香酸铝络合物被带负电荷的纤维所吸附，与
纤维表面的羟基阴离子起络合作用。
• 沉淀物组成：
游离松香（松香酸）、水合松香酸铝、化合松香
（松香酸钠）等，成分复杂，数量不稳定。
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• （4）施胶效应的完成
• 施胶效应是在纸页干燥过程中完成的。松香胶
沉淀物与纤维素通过配位结合吸附在纤维表面
上，在干燥以前是一种无规则状态的松散结合，
只有通过干燥才能取得稳定的低表面自由能，
获得施胶效应。
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• 松香是极性/非极性的两性物质，在干燥过程中吸附
在纤维表面的松香胶沉淀物的极性羧基会发生内取
向，使非极性部分向外，但这种内取向是不稳定的，
会产生逆转；由于松香胶沉淀物中带有铝离子，能
使极性部分更好地固着在纤维上，防止或阻滞内取
向的逆转，以确保稳定的施胶效果。
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• 4.影响施胶的因素
• （1）浆料的性质
• 磨木浆>竹浆、草浆>未漂KP木浆、蔗渣浆>未漂化
学浆>人造丝浆>棉浆
• （半纤维素含量高，羟基多，纤维表面负电性大，
易施较。）
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• （2）PH值
• 较多的三价六水铝离子有利于提高施胶效应，因
此应控制施胶pH为4～5，使硫酸铝在施胶过程以[Al
(H20)6]3＋的形式存在。
• 实际生产中常控制加硫酸铝后浆料pH在4．5～5
．0之间，稀释后的上网纸料或网下白水的pH为
4．7～5．5。
• 影响纸的耐久性。
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• （3）松香胶粒径的影响
• 粒径越小，覆盖纤维表面的面积越多，施胶效果越
好。
• 施胶效果：
• 分散松香胶>强化松香胶>白色松香胶施胶>褐色松
香胶。
• 要制备粒度微小的松香胶液，乳化和稀释操作很重
要，乳化时喷射蒸汽的压力应保证在 0．5～0．7
MPa。乳化后的胶料应即时稀释和冷却到40C以下，
防止胶粒凝聚。
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• （4）施胶温度的影响
• 温度较高会促进松香胶乳中胶粒的凝聚和相互粘结，
对施胶不利，因此施胶温度最好控制在20～25℃以
下，最高也不要超过 35 ℃。
• 温度较高，容易造成胶粒凝聚颗粒变大，浆料中容
易滋长微生物产生有机酸，有机酸的阴离子可能优
先与水合铝离子发生络合，也会影响施胶效果。
• 对于皂型胶来说，游离松香含量越高，胶料越不稳
定。
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• （5）阳离子或阴离子的影响
• 浆料或生产用水中的钙离子、镁离子等存在会降低
施胶效果，会与松香酸结合形成松香酸钙或松香酸
镁，妨碍松香酸与水合铝离子的结合。 即胶料未与
浆料纤维充分混合之前，就已过早地聚集成较大的
沉淀物，这对施胶应是一个不小的损失。
• 因此，当生产用水硬度大或用次氯酸钙漂白的纸浆
洗涤不干净时，以及用碳酸钙或高岭土作填料时，
会给施胶带来困难。
• 过度白水循环会造成阴离子积累，对施胶不利。
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• （6）打浆对施胶的影响
• 同种浆料打浆度高易施较。
• （7）加填对施胶的影响
• 随着填料加入量的增加施胶效果下降。
• （8）网部、压榨部的操作
• 网部白水的回用应该适当。网部脱水过快、压榨部
压力不均匀等，会造成胶料随白水流失、施胶两面
性、纸幅紧度不均匀、施胶不均匀等。
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• （9）干燥和压光对施胶的影响
• 注意控制好干燥曲线，干燥初期温度不能太高，逐步
升温。必须在较温和的干燥温度下产生熔化与固着作
用然后在较高的温度继续得到干燥，才能获得良好的
施胶效果。
• 松香胶料的熔化温度与松香胶料的组分有关，游离松
香含量越高，熔化温度越低。
• 褐色松香胶的熔化温度：135～140 ℃ ，
• 强化松香胶的熔化温度：120～125 ℃ ，
• 白色松香胶或分散松香胶的熔化温度：80～100 ℃
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• （10）施胶程序
• 正向施胶：加胶－－－加矾
• 逆向施胶：加矾－－－加胶
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• 5.分散松香胶
• 接近或含100％游离松香的高游离松香分散体。
• 分散松香胶制备的方法有多种，从国内外发展的趋势
来看，主要采用“逆转乳化法”。
• 这种方法所用的原料基本无毒，可在常压下进行，制
造方法及工艺简便易行，投资费用较少，有利于推广
到各纸厂就地制胶。
• 简介“逆转乳化法”，如下：
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• 以天然松香和3％的马来松香为原料，加热熔融，
在常压下搅拌，加入乳化剂水溶液，得到水／油型
乳液(即水溶于松香液中)，然后在高速搅拌下继续
加水，使水／油型乳液变型，逆转为油／水型，使
松香分散于水中制成分散松香胶。此方法的特征是：
随着水的不断加入，松香液由水／油型，逆转为油
／水型，制成稳定的松香分散体，这种乳化方法称
为“逆转乳化法”，所制得的胶称为“逆转胶’。
• 制备逆转胶主要的影响因素有：乳化剂的选择及其
用量，搅拌速度，乳化温度和浓度等。
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• 分散松香胶的施胶特点：
• 1、由大量分散的微细的游离松香组成，与矾土反
应缓慢，生成松香酸铝；络合反应。
• 2、它与皂型松香胶虽都是松香系施胶剂，但有许多
皂型胶无法相比的优点，分散体松香胶的施胶效果
要比皂型胶强得多，甚至是强化松香胶的两倍，即
达到同样施胶度时，松香用量可节省50％。
• 3、可适当提高干燥温度，胶粒絮凝较少。
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• 3、用高分散松香胶施胶时可少用或不用硫酸铝而
采用阳离子树脂作定着剂，在pH为6～7的弱酸性
或中性条件下进行施胶，对采用碳酸钙填料的场合
及对提高纸张的抗老化性能和减少造纸设备的腐蚀，
均是有益的。对抗硬水施胶和抗夏季施胶障碍，高
分散体松香胶也优于皂型松香胶。
• 4、可较均匀地分布在纤维上，对纸强度影响小。
• 5、可逆向施胶。
• 6、假中性施胶。
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• （二）合成胶
• 1. 中性施胶与中性造纸
• 中性施胶是为了减少纸的老化等要求适应中性造纸
发展起来的新型施胶，主要适用于要求具有良好耐
久性能的纸，如档案文件纸、钞票纸、地图纸等，
以及一切用碳酸钙作填料的纸张或以碳酸钙为涂料
的涂布纸废纸浆的生产场合。
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• 中性施胶的优点：
• 能减轻设备的腐蚀，延长设备使用寿命；
• 能提高纸页强度，防止老化，延长纸页的使用和保
存时间；
• 可使用白度高不透明度好的碳酸钙作填料，改善纸
页的柔软性、松厚度和适印性能；
• 白水pH值高，无硫酸根积累，可提高白水回用率，
易于实现白水封闭循环，节约用水，减少污染。
• 中性施胶的缺点：
• 胶料成本较高；施胶反应迟缓；
• 易滋长微生物，腐浆和断头较多。
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• 2. 中性施胶的分类
• 目前使用的中性施胶有两种类型，一类是仍
用松香胶作施胶剂，只是尽量少用硫酸铝或
用部分阳离子树脂代替硫酸铝作沉淀剂，以
提高施胶时的pH，保持在弱酸性或接近于中
性的条件下进行施胶，如分散松香胶，这类
中性施胶方法还需使用沉淀剂，因此称之为
假中性施胶。
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• 另一类是使用反应性的施胶剂，胶料直
接与纤维起作用，施胶过程不使用硫酸
铝，可在中性或碱性条件下进行施胶，
这类中性施胶方法为真正的中性施胶。
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• 合成胶的种类很多，可分为两大类：
• “反应型”：即在碱性条件下，胶料能与纤维
直接反应，使胶料固着到纤维上。如烷基烯酮
二聚体系列，烯基琥珀酸酐等。
• “自行固着型”：主要使用阳离子施胶剂。
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3. 烷基烯酮二聚物（AKD)
AKD在65．5℃以上时极易水解，
生成酮而丧失施胶效应，在37．
7℃下4h会损失5％。因此AKD应保
持在低温下，不宜长期存放。
R为饱和烷基时的施胶效应比为不
饱和烷基时大。烷基的碳含量较高
时的施胶效果好，故烷基至少为C4
，最好用C14或C16。如含碳量过
高，熔点高，皂化困难。
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• AKD不溶于水，制备时需加入分散剂和乳化剂，
乳化剂用量为AKD的10～20％。
• AKD适用的pH值为，适当提高pH（8～10），
反应速度加快。
• 在上网前离心除渣器后加入，尽量在网前加入。
• AKD可与碱性碳酸钙填料共同使用。
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• AKD能与纤维反应，也能被水水解，若湿纸页
含水过多，在高温干燥下与水的接触时间过长
会使施胶效果下降。为了减少水解损失，第一
支烘缸应提高温度，尽快使纸页脱水，促使
AKD与纤维进行反应，这与松香胶施胶大不相
同，因此AKD用于纸板生产时施胶效果较差，
用于薄纸时效果较好。
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• 烷基烯酮二聚物的施胶机理：
• AKD与纤维素进行共价键结合而固着在纤维上。
• 松香胶的吸附，是由于松香的羧基和沉淀物铝离子
的离子键作用生成络合物。而AKD有一反应基团，
能直接和纤维素的羟基反应形成共价键结合，在纤
维表面形成一层稳定的薄膜，使纤维由亲水变为疏
水性。这层薄膜不能用有机溶剂溶出，说明是起的
化学反应。
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• AKD施胶不用矾土，可在高pH值条件下使用。
AKD与纤维的化学作用缓慢，需要一定的固
化时间。AKD的施胶作用，在干燥以后还不
能完成，卷取后存放24h可完成80％，施胶反
应在若干天后还在继续进行。
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第三节 加 填
一、加填的目的和作用
（一）加填的目的
1. 改变纸的光学性质
2. 改性纸的物理性能和印刷性能
3. 满足纸张某些特殊性能
4. 节省纤维原料降低生产成本
不是所有的纸和纸板都要加填。
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• （二）加填的作用
• 1. 能改善纸张的光学性能（即提高纸的不透
明度、白度和亮度），由于加填后的纸张存在
空气、纤维和填料三种界面。
• 2. 提高纸的平滑度、透气度、柔软性，改善
纸的适印性。
• 3. 能克服树脂障碍，加快干燥速度。
• 4. 降低纸页的机械强度和施胶度。
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• 二.填料的调制和使用
• 调制：分散后过滤，制成悬浮液。
• 使用：填料的填加位置和方法
• 间歇法：浆池混合，小厂。
• 连续式：高位箱（稳浆箱）或流浆箱，大厂。
• 打浆后填加少量填料是为了消除树脂障碍。
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• 三.填料的选用与性质
• （一）填料的选用
• 考虑白度、折射率、粒度、化学性能、价格等
因素。
• （二）填料的种类和性质（略）
• 1.滑石粉和高岭土
• 2.碳酸钙
• 3.二氧化钛
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• 四.填料留着率
• 随着造纸过程中纸页的形成和脱水，加进纸
料中的填料，部分留在纸页中，部分随脱出
的白水而流失。
• 填料留着率是指留存于纸页中的填料量占浆
料中填料量的百分率。
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• （一）纸张填料留着率
• 一次留着率（或单程留着率）：指留在网上
纸页中的填料量占上网纸料中填料量的百分
比。
• 总留着率：指保留在纸页中的填料量占加入
纸浆中的填料量的百分比。
• 单程留着率与总留着率之间的关系涉及到白
水系统中的填料是否充分循环回用的问题。
显然，单程留着率要小于总留着率。
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• 单程留着率浓度测量近似计算法：
• Rt = Cx / H = 1 – Ty / H
式中： Rt ———单程留着率（一次留着率）
C———离开网部湿纸页干度（%）
H———上网纸料（流浆箱中纸料）浓度
（%）
T———网下白水浓度（%）
x———离开网部湿纸页总量与上网纸料总量的
比值
y———网下白水总量与上网纸料总量的比值
• 单程留着率浓度测量近似计算法只需测量上网纸料
浓度、白水浓度及离开网部纸页干度。简便易行。
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• 总留着率的计算：
• 一、灰分近似计算法：
• R=A / B ×100%
• A———绝干纸页灰分含量（%）
• B———绝干纸料灰分含量（%）
• 未考虑填料灼烧损失、纤维灰分及抄纸过程中
的纤维流失等，近似值。
• 二、总留着率的精确测量法：
• 参见P105 式1－3－6
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• （二）填料留着机理及影响留着的因素
• 填料的留着是机械截流和胶体吸附的综合
作用结果，并以吸附作用为主。
• 即颗粒较大的填料粒是靠机械截留作用而留
着，颗粒较小的填料粒是靠胶体吸附作用而
留着。
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• 机械截流学说认为，颗粒较大的填料（例如
滑石粉、瓷土等）不易随同白水流失，留着
率较高。纸张定量较大，纤维拼成较厚滤层，
过滤速度较低，填料留着也就较多。
• 这一学说能够在某些方面解释填料的留着，
但无法解释颗粒细小的填料留着，也无法解
释助留剂的作用。
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• 胶体学说认为，填料颗粒在水中带负电
荷，吸附带正电荷的电解质，变为带正
电荷，并沉积于带负电荷的纤维上。
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• 影响填料留着的因素
• （1）填料颗粒的形状：
• 鳞片状及针状颗粒的留着率比圆形颗粒高。
• （2）纸页定量越大、厚度越大、浆料打浆度越高、
矾土用量适当增加，留着率越高。
• （3）白水循环回用增加、浆料细小纤维含量高，比
表面积大的浆料有利于提高填料留着率。
• （4）浆料温度提高、纸机车速提高、各处真空度提
高、网部振动加大、网目大，会使填料留着率而下
降。
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第四节 染色
• 一.染色和调色的目的
• 纸张的染色是指在纸浆中或纸张上使用某些色料，
使其具有某些希望的色相，这样的工艺过程和操作
称为纸张的染色。调色是指在纸浆中加入少量色料，
使其具有某些希望的色相。
• 目的：赋予纸页某种色相，或使纸的白度提高。
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色相的调制校正原理
色相调配图
原色：黄 、红 、蓝
间色：两种原色混合
即得间色
复色：两种间色混合
即得复色
补色：某原色与它对
应的间色互为补色
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• 调色：染色过深，可加与其相对应的色相
（补色）使色泽变浅，如染红色过深，可加
绿色使之变浅。因为相对色相具有互相吸收
发射光谱的作用。
• 染色过淡或带杂色，加用与其相邻的色相，
如消除红中带紫，加橙色，消除绿中带黄加
兰色。
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• 三.色料的分类和性质
• 色料可分为颜料和染料两大类。
• 颜料：大多数是无机化合物，如碳黑、群青、铬
黄。一般不溶于水，与纤维无亲和力，而是依靠矾
土类的作用吸附在纤维表面，耐光性、耐酸、耐碱
性强。用颜料染色，易于导致纸张染色的两面性。
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• 染料：分天然的和合成的两类。天然的着色力较
差。合成染料能溶于水，着色力强，价格低廉。
• 合成染料又分：碱性染料、酸性染料和直接染料三
大类。
• （一）碱性染料（Basic dyestuffs）
• （二）酸性染料（acid dyestuffs）
• （三）直接染料(Direct dyestuffs)
• （四）荧光增白剂
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• 四.染色操作及影响染色的因素
• （一）染色操作
• 1 .浆内染色
• 2.压光染色
• 3.浸渍染色
• 4.涂布上色
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• （二）影响染色的因素
• 1.纸浆的性质
• 2.打浆
• 3.胶料与矾土
• 4.填料
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• 5. PH值 碱 酸 -8 多
数
• 6. 温度
• 7. 其它化学药剂 氧起氧化作用影响着
色
• 8. 染色两面性
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第五节 助剂
•
• 助剂是指造纸化学助剂，是指在生产中
除使用施胶、加填、染色等填加剂之外
其它非纤维性的化学填加剂的统称。
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• 使用助剂的目的和作用
• （一）提高生产效率
• （二）改进质量赋予纸张特殊的性能
• （三）减少流失节约原材料的消耗
• （四）消除生产障碍
• （五）改进生产操作
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• 干强剂
• 能够提高纸张的下列强度性能：（纸张的
强度性能随纤维间结合力的增加而增加）
• 1.抗张强度（裂断应力、裂断长）
• 2.韧性（破裂时的应力-应变功）
• 3.耐破强度
• 4.耐折度
• 5.横向抗张力（内部结合强度）
• 6.挺度（纸页厚度恒定）
• 7.表面抗磨性能
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• 随纤维间的结合力的增加而降低：
• 1.撕裂度（一种理论认为）
• 2.压缩性
• 3.弯曲柔软性（厚度恒定）
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• （一）聚丙烯酰胺
• 聚丙烯酰胺是一种线状的非离子型聚合
物
•
• 其分子量可以从几千到一千万，不溶
于有机溶剂，但是可以溶于水形成清澈、
透明粘状的液体。
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• 聚丙烯酰胺可以丙烯胺为初始原料，经改性
水解生成丙烯酰胺，丙烯酰胺单体在催化剂
的作用下聚合就可以生成非离子型的聚丙烯
酰胺。由于非离子型的聚丙烯酰胺在纸浆中
的留着率很低，很少直接加入到纸浆中使用，
而是改性成阴离子型或阳离子型聚丙烯胺后
使用。
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• 阴离子聚丙烯胺可以用两种方法合成：
共聚和水解。共聚聚丙烯酰胺是以一定
比例的丙烯酰胺和丙烯酸为原料，在一
定条件下，通过共聚反应得到。控制二
者的比例及其它条件，可以得到不同分
子量和电荷密度的阴离子聚丙烯酰胺。
用做干强剂的阴离子聚丙烯酰胺分子量
为40-60万，羧基含量为5%-10%。
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• 众所周知，纤维也带负电荷，因此
APAA不能直接被纤维吸附，需要在明矾
的作用下（）才能发挥其最大效益。
• 继生产了阴离子聚丙烯酰胺以后，又
发展了阳离子聚丙烯酰胺；与阴离子聚
丙烯酰胺相比，CPAM具有较宽的PH值
适用范围，在酸性、中性或碱性条件下，
加不加硫酸铝均能提高纸张干强度。
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• CPAM有效的电荷量为2-10%摩尔。
• 1万以下作分散剂。
• 50-100万作干强剂。
• 200-1500万作絮凝剂。
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• （二）淀粉及其衍生物：
• 原淀粉
• 氧化淀粉
• 阴离子淀粉
• 阳离子淀粉
• 两性淀粉
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• 湿强剂
• 三十年代人们就开始采用热固性合成
树脂处理纸浆或纸张使纸张再润湿强度
增加。
• 1935年发明了脲甲醛树脂（UF树脂）
• 1942年发明了三聚氰胺甲醛树脂（MF
树脂）
• 1946年发明了阳离子改性UF树脂
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• 可获得再湿强度高达50%，同时可能使
纸的某些干强度指标和施胶度有相应提
高。MF和CVF被广泛使用，直到60年代
初仍居首要地位。
• 七十年代，随着工业的发展，一种中、
碱性熟化的湿强剂聚酰胺环氧氯丙烷树
脂（PAE树脂）出现了。
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• 优点：
• 但其损纸需在碱性条件下处理。
• 随着精细化工业的发展，目前聚胺类
系列产品开始走入造纸工业中，有代表
性的两种是827水溶树脂（羟基烷撑与胺
的低聚物）和TDC水溶性树脂。
• 特点：具有良好的絮凝增湿强效果，
低温下即可熟化，损纸易于处理。
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• 湿强剂的作用机理：
• 通常的湿强剂除了能溶于水外，他们至少还
必须具有以下两个特征：①他们必须具有正电
荷，能有效的吸附到浆料中带负电的纤维和细
小纤维上；②他们能够相互交织，通常是热固
性的。
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• 树脂以两种形式赋予纸页湿强度；
• 其一是树脂与纤维分之间形成化学键。在湿纸页
成形和压榨的机械作用下，可以引起加入的聚合
物分子与纤维表面聚合物分子（半、纤维素的 形
区、木素残余物等）的相互交联作用，这种交联
形式，我们称之为的聚合物分子与纤维表面分子
间的共交联。其二是树脂分子链相互交联（不和
纤维分子链发生反应）来保护纤维与纤维间的结
合。称之为加入的聚合物分子间的均交联。
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• 一种湿增强理论认为，所加入浆料中的树脂
有部分沉积与纤维之间或吸附于纤维表面，
当纸页干燥时，这些树脂相互交联成固状结
构，并且具有持久不变且不溶于水的性质。
当纸页重新润湿以后，这些树脂的网状结构
限制了纤维间的润胀和吸水，使纸张具有湿
强度。同时纤维和树脂交联形成的网状结构
也起到了保持纸页原有干强度的作用。
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• 另一种理论主张，湿强树脂的初期聚合物是
一种低分子量而能溶于水的树脂，加入纸浆
中能渗透到纤维的表面和内部，与纤维分子
发生有效的交联。在干态下，这种纤维树脂
纤维的新链使纸页增强。如果它们是共价键，
那么在纤维素、半纤维素的氢键被水破坏以
后，这些新键将保护纸页，使其具有一定的
湿强度。
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• 助留剂和助滤剂
• 助留、助滤剂一般均为聚合电解质，
能使细小纤维、填料与颗粒集结在纤维
表面周围，提高添加剂的留着率，并使
纤维间仍保持较多孔隙，以利滤水。
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• 在造纸过程中加入助留剂，可以得到许多好
处，主要一条使可用相同的原料，生产更多
的产品。助留剂具有使浆料絮聚的作用。使
细小纤维和填料充分留着，减少流失。浆料
在絮聚状态下，缩小纤维间的动力表面积，
使水流通过时阻力减小，加速脱水，降低湿
纸页的水分，有利于减少湿部的纸页断头。
可提高车速，节约原辅料、降低成本。
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• 使用助留剂后，悬浮在白水中的细小纤维、填料量
都有减少，相应的也减少了纸机湿部系统和管道内
的结构和沉积物，使铜网、毛布易于保持清洁，有
利于纸机正常运行和停机清洗。
• 由于白水内悬浮物的减少，既易于澄清，也可提
高白水回收设备效率，减轻对江河的污染。
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• 使用助留剂改善了浆料的滤水性，同时提高
了胶料、填料留着率，纸质均匀。紧度、白
度、不透明度和印刷性能均有提高。还可以
改进施胶度、减轻纸的两面性。
• 因此造纸过程中使用助留剂很重要。
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• 常用的助留助滤剂有以下几种：
• 阳离子聚丙烯酰胺、 聚丙烯酰胺、 阳离
子淀粉、 两性淀粉、聚丙烯亚胺、聚胺-
酰胺。
• 聚丙烯酰胺的分子量在100万以上，离
子化度50%，用量在%。
• 阳离子淀粉的取代度在%之
间作为干强剂，以上作为助留助滤
剂，用量%以下。
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• 消泡剂
• 泡沫无论在制浆还是在造纸过程中，
都会带来很多麻烦。使用消泡剂可以有
效的消除泡沫，使生产顺利进行。
• 普通的消泡剂有：烃油、硅酮油（有机
硅氧烷油）憎水固体（二氧化硅、皂土、
氧化铝、细分散度的聚合物）脂肪酸及
其盐（动物脂、硬脂酸钙、镁、铝）脂
肪酸脂和脂肪醇、石油磺酸盐和烷基磺
酸盐（钙、镁）蓖麻油及其衍生物。
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• 防腐剂
• 防霉剂大都含有：有机溴、硫化基、氰基。
• 防霉包装纸所用的防霉剂大多是有机酸及其酯类和
盐类，其中以山梨酸，去氢醋酸和对羟基苯甲酸的
酯类和盐类为最多。
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• 树脂障碍清除剂
• 1.磷酸三钠加入量为%，直接加入
浆料当中。
• 2.纯碱和滑石粉
• 纯碱%
• 滑石粉%
• 两者搅拌均匀后，可加入精浆机中入口
处。
