紙引未來網——關于造紙中硫酸鋁的作用

 

　　中世紀，在歐洲有好幾家生產明礬的作坊。

 

　　16世紀，德國醫生兼自然科學歷史學家帕拉塞斯（Parace/sus PAT1949-1541）在鋁的歷史上寫下了新的一頁。他研究了許多物質和金屬，其中也包括明礬（硫酸鋁），證實它們是"某種礬土鹽"。這種礬土鹽的一種成份是當時還不知道的一種金屬氧化物，后來叫做氧化鋁。

 

　　1745年，德國化學家馬格拉夫終于能夠分離“礬土“了。這正是帕拉塞提到過的那種物質。

 

　　硫酸鋁（化學式Al2（SO4）3，式量342.15），白色斜方晶系結晶粉末，密度1.69g/mL（25℃）。在造紙工業中作為松香膠、蠟乳液等膠料的沉淀劑，水處理中作絮凝劑，還可作泡沫滅火器的內留劑，制造明礬、鋁白的原料，石油脫色、脫臭劑、某些藥物的原料等。還可制造人造寶石及高級銨明礬。

 

　　大約占總產量50%的硫酸鋁第一大用途是用于造紙，第二大用途是在飲用水、工業用水和工業廢水處理中做絮凝劑，大約占硫酸鋁總產量40%。

 

　　明礬在造紙中主要用于：

 

　　①助留劑（染料、填料、膠乳和細小纖維）；

 

　　②助濾劑；

 

　　③成形助劑；

 

　　④陰離子垃圾電荷中和劑；

 

　　⑤pH控制劑；

 

　　⑥凈水絮凝劑；

 

　　⑦樹脂控制劑；

 

　　⑧堿性造紙污染物消除劑；

 

　　⑨松香施膠劑；

 

　　⑩濕強樹脂熟化的催化劑。

 

　　值得注意的是，雖然明礬的應用主要與酸性造紙條件相關，但是當今的堿性造紙也需要使用明礬，只不過需要認真控制，少量添加。

 

　　在造紙中使用明礬除了上述作用之外，也會帶來一些明顯的負面作用，它們主要是：

 

　　①基于明礬系統是酸性的，容易產生腐蝕；

 

　　②明礬使用過量時會降低紙的強度；

 

　　③含明礬的紙不具有耐久性；

 

　　④使用明礬的紙料不容易用碳酸鈣加填；

 

　　⑤明礬沉淀是濕部或紙機的一個嚴重問題。

 

 

　　第一種是明礬；

 

　　第二種是鋁酸鈉；

 

　　第三是聚合氯化鋁，其作為一種高正電荷密度的鋁源被引入造紙；

 

　　第四種是聚硅酸硫酸鋁（PASS）；

 

　　第五種是氯化鋁，它已被用于不希望存在硫酸鹽離子的特種工業用紙。

 

　　1.硫酸鋁可用來控制pH值、定著松香膠、輔助留著和絮凝以及樹脂沉積物控制；

 

　　2.改變硫酸鋁用量而引起pH值的變化，能改變色調和影響濕紙幅與壓榨輥間吸附力；

 

　　3.濕紙幅的剝離或“抗剝離性能”隨氧化鋁的含量而改變；

 

　　——如果pH值太高，可能會產生壓榨斷紙；當pH值降低后，斷紙消失；

 

　　4.系統內太多的硫酸鋁將對紙頁強度、網部濾水和纖維結合有負面影響，甚至可能降低松香施膠效率；

 

　　5.很多問題與系統內明礬或礬土離子太少有關。低施膠度、泡沫問題、游離松香沉積物的形成、纖維結合力的降低和濾水性的變差以及形成樹脂沉積物的顯著趨勢均證明了這一點。

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