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项目年度编号
1300340449
成果公布年份
2013
成果简介
近年来造纸工业高速发展，2011年我国纸总产量达9930万吨，居世界首位，纸已是我国经济发展不可缺少的产业。人们对纸张的需求越来越高，但纸业的可持续发展受到资源和环境的制约。我国纸浆中，废纸占到了60%以上，且水多次循环使用，对抄造工艺和成纸的强度造成较大的影响，亟需高效的造纸增强剂来改善抄造工艺和提高成纸强度。项目组研发了系列造纸增强剂，包括高固低氯湿强剂、两性聚丙烯酰胺环压增强剂和淀粉基微乳液表面施胶增强剂，解决了因二次纤维回用造成纸张强度难以提高的瓶颈。为解决添加增强剂的纸张在纤维回用时制浆困难的问题，开发了与增强剂配套的废纸解离制浆技术。项目创新点主要有以下三个方面：（1）制备了高固含量、低有机氯含量新型湿强剂并开发湿强废纸解离制浆技术。该技术解决了传统湿强剂固含量低、有机氯残留高等问题，创新性地提出通过控制反应及纯化工艺，使残余有机氯含量降到0.1%以下，而国际上先进产品的残余有机氯含量约0.6%；通过添加改性剂，保证了高固含条件下产品长时间稳定储存，使产品的固含量高达35%（常规PAE的固含量为12.5%）。围绕湿强废纸回用难的问题，开发了配套的废纸解离制浆技术。（2）制备了适应废水高度循环、抗阴离子垃圾干扰的环压增强剂。该技术解决了传统增强剂对抄纸系统废水高度封闭、阴离子垃圾干扰适应性差的问题，创新性地用四元共聚方式，通过控制反应与添加高分子聚合物，制备了壳聚糖改性两性聚丙烯酰胺环压增强剂。该环压增强剂配比部分高固低氯湿强剂，在水封闭循环条件下，成纸的环压指数提高29.8%（对绝干浆用量为0.3%），达到和超过了国际同类产品的效果。项目组对环压形成机理进行了探讨。（3）制备了表面增强和抗水效果兼具的淀粉基微乳液表面胶剂。该技术解决了目前表面施胶剂对纸张表面强度或抗水性增强效果单一的问题，创新性地用无皂乳液聚合技术，通过控制反应速率，制备出平均粒径小于100nm的淀粉基微乳液表面胶剂，能够同时提高纸张的抗水性和表面强度。与淀粉配合用于瓦楞原纸的表面施胶，微乳液用量仅1kg/吨纸时，板纸Cobb值降至25.1g每平方米，超过国外先进施胶效果。上述增强剂在山东豪源集团等企业实现产业化，年能力达到20000吨以上。自2010年起，用在汇胜集团纸管原纸生产线，中冶纸业银河有限公司静电复印纸、双胶纸和瓦楞原纸生产线，晨鸣纸业双胶纸、箱板纸等生产线，贵和显星纸业高强瓦楞原纸年20万吨生产线及其他企业的相关生产线，如东平华东纸业、昌乐县科苑纸业等。结果表明，该系列增强剂效果好、无污染等，提高了产品的合格率和纸机运行效率。产品各项指标达到了企业标准要求，成纸指标达到了相关产品的国家标准，部分指标远超标准。推广应用取得了重大的经济效益，截至2012年底，本项目创造了113237万元以上的利税，为企业增收节支122721万元以上。围绕造纸增强剂应用技术，申请了发明专利3项，发表论文55篇。除增强外，节约了浆料，提高了纸机效率，对节能减排具有积极地推动作用，替代了进口产品，推广应用前景非常广阔。
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