聚丙烯酰胺在造纸生产中有哪些用途?

聚丙烯酰胺(PAM)是造纸工业中应用最早、最广泛的造纸助剂之一,聚丙烯酰胺在造纸工业中的应用,现已被称为标准的造纸助剂。它是水溶性高分子化合物,因其双键及酰胺基的化学性质非常活泼,可进行一系列化学反应,由于制备时的原料及反应条件的不同,可制得不同分子量和不同功能的聚丙烯酰胺系列产品。按聚合度大小分为高分子量PAM、中分子量PAM及低分子量PAM;在用途上可作为助留剂、增强剂、助滤剂和分散剂等。

一、助留助滤

1、提高留着率:聚丙烯酰胺(PAM)分子链上含有大量的酰胺基和羧基等活性基团,能通过静电吸附、氢键作用等方式,将造纸浆料中的细小纤维、填料等颗粒连接在一起,形成较大的絮体。这些絮体更容易被纸张纤维网络截留,从而提高了细小纤维和填料在纸页中的留着率,减少了它们在白水中的流失,降低了生产成本,同时也有助于减轻后续废水处理的负担。

2、改善滤水性能:PAM 形成的絮体结构疏松,具有良好的孔隙度,有利于水分在过滤过程中快速通过。在造纸机的网部,能够加快湿纸页中水分的排出,提高纸张的脱水速度,从而提高造纸机的生产效率,节省干燥过程中的能源消耗。

二、纸张增强

1、增加纤维间结合力:PAM 可以吸附在纸张纤维表面,其分子链在纤维之间起到桥联作用,使纤维之间的结合点增多,结合力增强。这种作用能够有效提高纸张的物理强度,如抗张强度、撕裂强度和耐折强度等,提升纸张的质量和使用性能,满足不同应用场景对纸张强度的要求。

三、造纸废水处理

1、污泥脱水:在造纸废水处理的污泥脱水环节,PAM 可以作为污泥调理剂使用。它能够中和污泥颗粒表面的电荷,压缩双电层,使污泥颗粒凝聚成团,同时通过分子链的架桥作用,将污泥颗粒连接在一起,形成更大的絮体结构。这样的絮体结构有利于污泥在压滤、离心等脱水设备中实现固液分离,提高污泥的脱水效果,降低污泥的含水率,便于后续污泥的运输和处置。

2、去除悬浮物和有机物:PAM 可以与废水中的悬浮颗粒和有机物发生吸附和凝聚作用,使这些污染物形成较大的絮体而沉淀下来,从而有效去除废水中的悬浮物和部分有机物,降低废水的浊度和化学需氧量(COD),提高废水的水质,使其达到排放标准或可以进行回用。

在造纸工业生产中使用聚丙烯酰胺时,需要根据具体的造纸工艺、原料特性以及产品要求等因素,选择合适的 PAM 类型(如阳离子型、阴离子型、非离子型)和分子量,并严格控制药剂的用量和添加方式,以达到最佳的应用效果。

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