杭州富阳图书馆 内容
中（碱）性施胶的开发是20世纪造纸工艺的重大革新，不仅解决了重要档案文件的长期保存，改善纸页强度，使用更多的碳酸钙填料，节约浆耗，降低能耗，减轻设备腐蚀，减少排水污染，还相应发展了系列配套湿部添加剂，促进了湿部化学的发展。
20世纪70年代初期，美国国会议会图书馆1800万册藏书中发现约有三分之一的图书面临脆化的危险，而中国古代书籍历经数百年却能安然无恙。美国Barrow实验室分析纸的变质和脆化原因，是因为纸内含有的酸性物质使纤维素水解，从而使纸页强度逐年下降。众所周知，中国古代纸是不施胶或只用动物胶、淀粉等处理。1807年德国人依利格（Illig）发明松香施胶，用矾土（硫酸铝）作固着剂，造纸系统由中性变为酸性，硫酸铝与纸中微量水分反应水解，导致纤维素降解，成为纸张脆化的主要原因，因此重视和加速了中（碱）性施胶的研究和开发。
（1）中（碱）性施胶剂的发展过程：中（碱）性施胶是指在抄纸各工序中，将pH值调节至7以上，原则上不使用矾土（硫酸铝）的一种施胶方法。
20世纪50年代开发的第一代中性胶，是将脂肪酸与多元胺反应生成具有疏水基带阳电荷的多元胺盐，在中（碱）性条件下自行留着于纤维上，在纸机通常的干燥条件下即能熟化，并提供一定施胶度。首先可用碱性碳酸钙为填料生产施胶纸，但如果用量较多，则影响纤维间结合力和成纸强度，纸机湿部沉淀物也较多。
1948年美国发明烷基烯酮二聚物（Alkyl Ketene Dimer，简称AKD），1956年建厂生产，并于1957年和1960年分别用于优质纸和牛奶液体包装纸板的施胶剂。早期的AKD型中（碱）性胶为非离子型，胶料留着率低，熟化速率慢，因而限制了其应用的范围。
1968年美国发明烯基琥珀酸酐（Alkenyl Succinic Anhydride，简称ASA）型反应胶，1972年成功用于优质纸的施胶。但反应速率快，易水解，需现场乳化，因而使用面不广。
上世纪70年代在欧洲推出带阳电荷AKD型中（碱）性胶，80年代又相继开发以阳电荷树脂为稳定剂的系列反应胶，提高胶料留着率和加快反应性，扩大了AKD型中（碱）性胶的应用范畴，为中（碱）性施胶的发展奠定了坚实的基础。与此同时，改进了ASA的乳化和应用工艺，并配备了用微机控制的现场乳化和添加装置。由于胶料成本较低，熟化速率快，适用于机内涂布的大型高速纸机的施胶。
近年来，新型造纸机车速不断提高，一般车速已达1000米/分钟以上。AKD型中（碱）性胶的熟化速度已难以适应使用要求，加以还存在纸面打滑和胶料位移等问题。上世纪90年代，又推出新一代碱性施胶剂—烯基烯酮二聚物（AlkenylKeteneDimer，简称AL-KD），据称可解决上述问题，现在美国造纸工业市场上已占有一定的销售额，并有逐步增加的趋势。
近年来美国开发的新型阳离子分散松香胶，日本推出的酯化松香乳液，以及阴离子松香胶，采用聚氯化铝（PAC）替代硫酸铝的中性松香施胶技术，也得到一定范围的应用，但未见有用于大型高速纸机的报道。
（2）中（碱）性施胶剂的类型：当前纤维素反应型中（碱）性施胶剂有AKD型和ASA型两种。其施胶是通过与纤维素羟基反应形成共价键，在化学结构上有共性，主要表现在：拥有长碳链憎液性能的官能团，即起施胶作用的疏水基；拥有与纤维素键合的活性基团，能与纤维素发生键合作用。因此，即使用量少，也可获得优异的施胶效果。
①AKD中（碱）性施胶剂：AKD由长链脂肪酸经酰氯化试剂合成脂肪酰氯，用碱催化剂脱氯化氢而成。常温时为乳白色蜡状固体，其熔点随制备的脂肪酸碳链长度而不同，一般在40～55℃之间。具有四元环内酯结构，易和含羟基的化合物发生反应。纤维素和水均含有羟基，AKD和纤维素反应，可使纸张具有良好的抗水性，但与水反应后生成的水解物，则无施胶效果。AKD易水解，但又必须制备成水乳液才能使用，为此，乳液组分、乳化工艺和特定的乳化装置是制备稳定的AKD型中（碱）性胶的关键。使用时，无需加入硫酸铝，pH值适用范围为7.0～8.5，胶料用量为松香胶的10％～15％。除有优良的抗水性外，还有抗乳酸、抗碱等性能，可用于传统印刷书写纸，还可用于液体包装纸板、照相原纸等特殊纸种。
②2ASA中（碱）性施胶剂：ASA由乙烯均聚成α-烯烃，经异构化成内烯烃，再与顺酐反应而成，常温时为油状黏稠液体。含有两个疏水基和反应性酐基，反应活性更甚于AKD的四元环内酯基。与纤维素有很快的反应速率，但也极易水解。原液在密闭隔绝水分情况下，可长久贮存，但一经乳化，短时间内会水解成液状粘胶物。因此必须采用微机自控的现场乳化设备，适用于日产量200吨以上的大型纸机。对硫酸铝有一定的容忍性，可在近中性范围内应用。现多倾向于未涂布不含磨木浆的高级纸和建筑用石膏纸板等。
（3）中（碱）性施胶剂的现状和发展趋势：中西欧是率先发展中（碱）性施胶技术的地区。原因是木材资源短缺，进口纸浆价格昂贵，而价廉质优的白垩（碳酸钙）供应充足，需要增加填料用量以节约纤维；另外中性抄造的废水pH值一般在7左右，SO2﹣4离子显著降低，BOD5、COD也有所减轻，相应减少造纸废水的污染。上世纪80年代初期文化用纸中性施胶已达60％～65％，进入90年代已高达95％。
美国由于白土资源丰富，碳酸钙售价比白土贵，加以木浆供应无虑，中性施胶仅限于液体包状纸板、石膏纸板等少量纸种。近年来，由于木浆价格提高，制浆厂碱回收苛化后白泥处理困难，却可用作中性纸的填料，加以又体现了节约能源，改善纸机湿部洁净环境和提高成纸质量等，因此亦重视中（碱）性施胶技术的应用和发展。高级纸中（碱）性施胶比例由上世纪80年代初期15％左右，至上世纪90年代已跃至90％以上。
亚太地区，日本首先开发了中（碱）性施胶技术，但由于采用石油树脂、石蜡胶等多元化中性胶，因此长期徘徊不前，直至上世纪90年代初期，高级纸中比例仅占25％左右。近年来，由于中性纸对原料要求较宽容，可以大量采用二次纤维为原料，还可采用廉价填料，因此，中性施胶有所发展。印尼新建很多大型高速纸机，以阔叶木浆为主要原料，是亚太地区中中性施胶发展最迅速的国家，高级纸几乎全为中性纸。
我国在上世纪80年代中期才开始研究中（碱）性施胶技术。1989年上海江南造纸厂在铜版原纸生产中全面采用中（碱）性施胶，随后上海地区和山东、江苏、浙江等一些中型企业相继采用中（碱）性施胶，高级纸中比例为3％～5％，随着苏州紫兴、常熟亚太资源、镇江金东、宁波中华、苏州金华盛等大型企业转向中（碱）性施胶，目前采用中（碱）性施胶剂施胶的纸张一跃超过50％以上。
20世纪70年代初期，美国国会议会图书馆1800万册藏书中发现约有三分之一的图书面临脆化的危险，而中国古代书籍历经数百年却能安然无恙。美国Barrow实验室分析纸的变质和脆化原因，是因为纸内含有的酸性物质使纤维素水解，从而使纸页强度逐年下降。众所周知，中国古代纸是不施胶或只用动物胶、淀粉等处理。1807年德国人依利格（Illig）发明松香施胶，用矾土（硫酸铝）作固着剂，造纸系统由中性变为酸性，硫酸铝与纸中微量水分反应水解，导致纤维素降解，成为纸张脆化的主要原因，因此重视和加速了中（碱）性施胶的研究和开发。
（1）中（碱）性施胶剂的发展过程：中（碱）性施胶是指在抄纸各工序中，将pH值调节至7以上，原则上不使用矾土（硫酸铝）的一种施胶方法。
20世纪50年代开发的第一代中性胶，是将脂肪酸与多元胺反应生成具有疏水基带阳电荷的多元胺盐，在中（碱）性条件下自行留着于纤维上，在纸机通常的干燥条件下即能熟化，并提供一定施胶度。首先可用碱性碳酸钙为填料生产施胶纸，但如果用量较多，则影响纤维间结合力和成纸强度，纸机湿部沉淀物也较多。
1948年美国发明烷基烯酮二聚物（Alkyl Ketene Dimer，简称AKD），1956年建厂生产，并于1957年和1960年分别用于优质纸和牛奶液体包装纸板的施胶剂。早期的AKD型中（碱）性胶为非离子型，胶料留着率低，熟化速率慢，因而限制了其应用的范围。
1968年美国发明烯基琥珀酸酐（Alkenyl Succinic Anhydride，简称ASA）型反应胶，1972年成功用于优质纸的施胶。但反应速率快，易水解，需现场乳化，因而使用面不广。
上世纪70年代在欧洲推出带阳电荷AKD型中（碱）性胶，80年代又相继开发以阳电荷树脂为稳定剂的系列反应胶，提高胶料留着率和加快反应性，扩大了AKD型中（碱）性胶的应用范畴，为中（碱）性施胶的发展奠定了坚实的基础。与此同时，改进了ASA的乳化和应用工艺，并配备了用微机控制的现场乳化和添加装置。由于胶料成本较低，熟化速率快，适用于机内涂布的大型高速纸机的施胶。
近年来，新型造纸机车速不断提高，一般车速已达1000米/分钟以上。AKD型中（碱）性胶的熟化速度已难以适应使用要求，加以还存在纸面打滑和胶料位移等问题。上世纪90年代，又推出新一代碱性施胶剂—烯基烯酮二聚物（AlkenylKeteneDimer，简称AL-KD），据称可解决上述问题，现在美国造纸工业市场上已占有一定的销售额，并有逐步增加的趋势。
近年来美国开发的新型阳离子分散松香胶，日本推出的酯化松香乳液，以及阴离子松香胶，采用聚氯化铝（PAC）替代硫酸铝的中性松香施胶技术，也得到一定范围的应用，但未见有用于大型高速纸机的报道。
（2）中（碱）性施胶剂的类型：当前纤维素反应型中（碱）性施胶剂有AKD型和ASA型两种。其施胶是通过与纤维素羟基反应形成共价键，在化学结构上有共性，主要表现在：拥有长碳链憎液性能的官能团，即起施胶作用的疏水基；拥有与纤维素键合的活性基团，能与纤维素发生键合作用。因此，即使用量少，也可获得优异的施胶效果。
①AKD中（碱）性施胶剂：AKD由长链脂肪酸经酰氯化试剂合成脂肪酰氯，用碱催化剂脱氯化氢而成。常温时为乳白色蜡状固体，其熔点随制备的脂肪酸碳链长度而不同，一般在40～55℃之间。具有四元环内酯结构，易和含羟基的化合物发生反应。纤维素和水均含有羟基，AKD和纤维素反应，可使纸张具有良好的抗水性，但与水反应后生成的水解物，则无施胶效果。AKD易水解，但又必须制备成水乳液才能使用，为此，乳液组分、乳化工艺和特定的乳化装置是制备稳定的AKD型中（碱）性胶的关键。使用时，无需加入硫酸铝，pH值适用范围为7.0～8.5，胶料用量为松香胶的10％～15％。除有优良的抗水性外，还有抗乳酸、抗碱等性能，可用于传统印刷书写纸，还可用于液体包装纸板、照相原纸等特殊纸种。
②2ASA中（碱）性施胶剂：ASA由乙烯均聚成α-烯烃，经异构化成内烯烃，再与顺酐反应而成，常温时为油状黏稠液体。含有两个疏水基和反应性酐基，反应活性更甚于AKD的四元环内酯基。与纤维素有很快的反应速率，但也极易水解。原液在密闭隔绝水分情况下，可长久贮存，但一经乳化，短时间内会水解成液状粘胶物。因此必须采用微机自控的现场乳化设备，适用于日产量200吨以上的大型纸机。对硫酸铝有一定的容忍性，可在近中性范围内应用。现多倾向于未涂布不含磨木浆的高级纸和建筑用石膏纸板等。
（3）中（碱）性施胶剂的现状和发展趋势：中西欧是率先发展中（碱）性施胶技术的地区。原因是木材资源短缺，进口纸浆价格昂贵，而价廉质优的白垩（碳酸钙）供应充足，需要增加填料用量以节约纤维；另外中性抄造的废水pH值一般在7左右，SO2﹣4离子显著降低，BOD5、COD也有所减轻，相应减少造纸废水的污染。上世纪80年代初期文化用纸中性施胶已达60％～65％，进入90年代已高达95％。
美国由于白土资源丰富，碳酸钙售价比白土贵，加以木浆供应无虑，中性施胶仅限于液体包状纸板、石膏纸板等少量纸种。近年来，由于木浆价格提高，制浆厂碱回收苛化后白泥处理困难，却可用作中性纸的填料，加以又体现了节约能源，改善纸机湿部洁净环境和提高成纸质量等，因此亦重视中（碱）性施胶技术的应用和发展。高级纸中（碱）性施胶比例由上世纪80年代初期15％左右，至上世纪90年代已跃至90％以上。
亚太地区，日本首先开发了中（碱）性施胶技术，但由于采用石油树脂、石蜡胶等多元化中性胶，因此长期徘徊不前，直至上世纪90年代初期，高级纸中比例仅占25％左右。近年来，由于中性纸对原料要求较宽容，可以大量采用二次纤维为原料，还可采用廉价填料，因此，中性施胶有所发展。印尼新建很多大型高速纸机，以阔叶木浆为主要原料，是亚太地区中中性施胶发展最迅速的国家，高级纸几乎全为中性纸。
我国在上世纪80年代中期才开始研究中（碱）性施胶技术。1989年上海江南造纸厂在铜版原纸生产中全面采用中（碱）性施胶，随后上海地区和山东、江苏、浙江等一些中型企业相继采用中（碱）性施胶，高级纸中比例为3％～5％，随着苏州紫兴、常熟亚太资源、镇江金东、宁波中华、苏州金华盛等大型企业转向中（碱）性施胶，目前采用中（碱）性施胶剂施胶的纸张一跃超过50％以上。
