聚丙烯酰胺在造紙工業中的應用

聚丙烯酰胺在造紙工業中的主要應用有兩方面：一是提高添料、顏料等的存留率，以降低原材料的流失和對環境的污染;二是提高紙張的強度。

1.提高原料等的存留率

PAM在在造紙的網前箱或葉輪泵處加入后，通過PAM的絮凝作用，使顏料、填料和纖維沉積而減少它們在白水中的流失量。例如，在紙漿中加0.25%-0.5%的PAM后，使紙張沉降速度增加20-80倍。白水中固體含量降低約為66%，紙張灰度增加，白水等填料的存留率提高8%-18%。填料存留率可由原來的50%-60%提高到80%-90%。據文獻資料介紹，用PAM后每噸紙可節約用漿20kg，不僅起到增產節約的作用，還因改進填料、顏料、燃料在漿中的分布均勻性而改善了紙的結構，延長銅網的使用壽命，減少毛毯的堵塞，使設備易于操作。

使用PAM后，還大大降低了白水的濁度，減少環境污染。據某牛皮紙廠統計，向苛化液中加入PAM后，可改善白水的澄清度。如果單采用無機絮凝劑，則效果不如用無機絮凝劑與高分子絮凝劑配合處理的效果。如亞硫酸法造紙廢液具有化學耗氧量(COD)2500mg/l，使用硫酸鋁25mg/l及水解PAM2mg/l配方處理，COD可下降到200mg/l以下。經水解度為5%-10%、相對分子質量為550萬-100萬的PAM1mg/l和硫酸鋁500mg/l配合處理(經調PH值至7.5-8.5)，可使白水變為無色透明的液體，懸浮物降到50mg/l以下。

2.提高紙的干強度和濕強度

聚丙烯酰胺可作為紙張和紙卡的干強度添加劑，當把PAM加入紙中時，抗張強度、耐折性、耐破性等一類干強性質均得到改進。另外，使用PAM還可以提高拉撕性、多孔性、改性視覺和印刷性能。

所用的PAM可以是水解PAM，相對分子質量約為1200萬左右。聚丙烯酰胺與明礬一起使用，在調節PH值下能獲得良好的效果。當PAM用于精練擇作時，便可得到較高干強度的精練紙漿。

3.作長纖維抄紙的分散劑

以前長纖維抄紙都用植物黏液，如刨花楠、莼莉、青楓梗及糯葉。這種植物黏液的供應受季節的影響很大，不適應造紙工業機械化生產，經常因耗用量大而無法滿足需要。用PAM代替植物黏液已應用在我國一些紙廠。用水解度為20%-30%，相對分子質量為700萬的PAM作分散劑，各項技術指標都達到并超過植物膠的水平。每萬張蠟紙可比原來的工藝節約4.25-11.71萬元，并且由于使用了PAM，可提高運轉率及車速10%。

4.增加乳液(或紙漿液)的穩定性

PAM對天然膠乳能起到比聚乙烯醇更大的穩定作用，因而是膠乳的良好增稠劑。當把PAM加到60%的膠乳中存放兩星期后，黏度可提高1.5-2.0倍。

5.紙張涂布的顏料黏結劑

把PAM和淀粉以1∶2的比例混合，作為良好的黏結劑而用于紙張涂布中。

6.紙張涂飾劑

PAM和二醛反應可以獲得水不溶性，這個性質可用于紙張的涂飾中。

造紙工業所用PAM，由于使用目的不同，對聚合物的相對分子質量、羧基含量(水解度)的要求也是不同的。一般的規律是：用作絮凝劑的相對分子質量要盡量高一些，而水解度則要低一些;用作分散劑的相對分子質量則要小些，羧基含量要多一點;用作干強劑的居于上述兩者之間。

在造紙工業中，許多中小紙廠均采用草類纖維或其他纖維做原料，為了提高產品質量和增加產量，常采用各類化學補強劑，PAM是國內外造紙工業大量使用的助劑，但因價格高，影響應用范圍。淀粉作為傳統的造紙添加劑，其效果不如PAM，而接枝型PAM恰好彌補了前兩者的不足。由于在淀粉分子骨架上連接了PAM支鏈，相對分子質量大大增加，接枝支鏈上無數個酰胺基與紙漿的纖維素或半纖維素分子的羥基形成氫鍵結合，有較強的吸附作用。因此，用淀粉-丙烯酰胺等的接枝共聚物作為造紙添加劑，不僅起到了助留、助濾的作用，提高了紙的強度，而且與一般PAM相比，降低了成本，增加了經濟效益。