杭州富阳图书馆 内容
化学助剂在现代造纸工业中的作用
造纸工业是以纤维为原料的化学加工工业。在制浆、漂白、打浆、抄造及成纸后加工这一工艺全过程中，均离不开各种化学助剂的应用。造纸用化学助剂就是指那些加入量虽不大，但往往起关键性作用的各种化学添加剂，它不包括通常大宗用量的苛性钠、硫化物、液氯、滑石粉、高岭土等。这些化学助剂的添加量虽然仅占纸张总量的1％～3％，但对纸张及其生产的经济性却起着决定性的作用。它能使生产过程优化、纸机运行速度提高，能用较差的纤维原料生产出更薄、更白、更强的纸，不但有很高的经济效益，而且具有大幅度改善环境污染的优点。
尤其是像我国这样的造纸大国，草浆占有很大比重，所制得的纸浆中短纤维含量较高，因此对助剂有更大的依赖性，例如草浆中助留剂的使用将大大减少短纤维和填料的流失。
为了节约木材资源，保护生态环境，再生纸的利用已越来越受到人们的重视。再生纸的应用也离不开造纸化学助剂。经过印刷的废纸回收需要脱墨，推动了脱墨剂和脱墨技术的发展；废纸在回收前后受到细菌的侵蚀、紫外光的照射、空气的氧化，降低了纤维的强度，需要专用的增强剂；同时，二次纤维处理过程还会产生大量的细小纤维和填料，这就需要专用的助留、助滤剂及其应用技术；在废纸中有许多胶黏剂等杂质，处理不慎在抄造时会导致黏缸、黏网等情况发生，造成抄纸障碍，这就需要应用树脂障碍控制剂。
新型涂布化学品也是一个热门的课题，随着现代印刷技术的飞速发展，涂布化学品的功能、特性急需提高。例如，随着彩色喷墨打印技术的发展，对彩色喷墨打印纸提出了新的要求，故用于彩色喷墨打印纸的涂布化学助剂成为必需。
随着生活水平的提高，人们对生活用纸的品种、质量要求迅速提高。开发卫生、优质、舒适的生活用纸，需要用到各种化学品：提高匀度需要分散剂；提高白度需要增白、助白剂；提高柔软性需要柔软剂；妇女卫生巾和小孩的尿不湿需要高吸水性树脂等等。而且由于生活用纸直接与人体接触，所有这些化学品都应具有较高的安全性。
又如，随着塑料快餐盒的禁止生产销售，造纸行业开发了一次性可回收纸杯和快餐盒，这些产品更需要安全可靠的防油、抗水、黏合、抗热等特殊性能的专用化学助剂。
进入21世纪，造纸企业从制浆到造纸全过程都要做到清洁生产或称为绿色工艺生产。这就需要采取一系列的环保措施，其中离不开环保专用化学助剂。如采用蒸煮助剂减少制浆蒸煮时间以及碱的用量；对造纸黑液进行分离、回收木质素等有机高分子产品；对造纸白水进行化学处理以做到清洁排放；以及开发安全、高效、新型的漂白助剂等。
由此可见，化学助剂在现代造纸工业中的作用非常大，其应用也越来越广泛。随着造纸工业的蓬勃发展，制浆造纸化学助剂也必将显示出其越来越广阔的发展前景。
制浆造纸化学助剂的分类及其发展趋势
制浆造纸化学助剂的主要品种按照在造纸过程中的用途分为四大类：
（1）制浆用化学品：
①蒸煮助剂：蒽醌及其衍生物等。
②废纸脱墨剂：多种表面活性剂复配而成。
（2）造纸过程添加剂：
①助留剂：阳离子淀粉、聚丙烯酰胺、阴离子淀粉、多元助留体系等。
②消泡剂：有机硅型、聚醚型或脂肪酰胺型表面活性剂等。
③防腐剂：有机硫、有机卤化物等。
④絮凝剂：聚合氯化铝、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺及其改性产品等。
⑤树脂障碍控制剂：阳离子聚酰胺等。
⑥纤维分散剂：聚氧化乙烯等。
（3）功能性添加剂：
①浆内施胶剂：酸性抄纸用（pH值＜7）：皂化松香、强化松香、乳液松香胶、阳离子松香胶等；中性抄纸用（pH值＞7）：AKD、中性松香胶、ASA等。
②干增强剂：阳离子淀粉、聚丙烯酰胺、两性淀粉、多元改性淀粉等。
③湿增强剂：三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺环氧氯丙烷树脂等。
④表面施胶剂：聚乙烯醇、氧化淀粉、阳离子淀粉、苯乙烯—马来酸酐共聚物等。
（4）涂布加工纸用化学品：
①涂布黏合剂（黏料）：羧基丁苯胶、淀粉磷酸酯、醋—丙共聚乳液、苯—丙共聚乳液等。
②印刷适性改进剂：阳离子或两性水溶性高分子等。
③颜料分散剂：六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、丙烯酸钠与丙烯酰胺共聚物等。
④润滑剂：硬脂酸钙分散液（乳液）等。
⑤抗水剂：低甲醛三聚氰胺尿素甲醛树脂、改性蜜胺树脂等。
⑥消泡剂：聚醚、酰胺类等。
⑦防腐剂：异噻唑啉酮类等。
今后我国造纸化学品行业将重点发展以下几种产品：
（1）草浆配套用化学品：我国造纸工业以非木材纤维为主要原料，非木浆纤维达60％，由于大量使用纤维短、强度差的草类纤维，以致在纸和纸板的产品质量上受到很大限制。因此，以草木并用生产高档纸和其他纸品的配套造纸化学品结构，将转向以草浆为主或全草浆生产高档纸及其他纸品的配套造纸化学品结构。重点是开发增强剂、助留助滤剂、增白剂、施胶剂等系列草浆配套化学品。
（2）纤维再生所需化学品：国内由于木材纤维资源的缺乏，纤维的再生利用已逐步受到重视。国内引进了多套利用进口废纸生产高档纸的设备，及利用进口废纸再生制浆设备。因此，应大力研制生产配套废纸脱墨剂，尤其是浮选法脱墨剂。另外，应做好废纸再生纤维制高档纸所需化学品如增强剂、施胶剂等助剂研制、开发和应用推广工作。
（3）逐步进行中性施胶剂用化学品的开发和应用：根据造纸工业从酸性施胶转向中性施胶这一世界发展趋势，应开发生产中性施胶剂及其配套的各类化学品。由于我国松香资源丰富，发展乳液松香及近中性乳液松香施胶剂仍为现阶段主要任务。
今后几年我国应重点发展助留剂、助滤剂、增强剂、施胶剂等，主要品种包括变性淀粉，中性施胶剂AKD、ASA、湿增强剂、松香乳液，以及氧漂工艺相配套的化学品如乙二胺乙酸（EDTA），二乙撑三胺五乙酸（DTPA）等。
助留助滤剂的使用目的和要求
造纸湿部的纸页成型与过滤过程类似。造纸网可以看做是一个连续的过滤器，在这个网上，纸料中一定比例的固体物留着在网上，其余的固体物随着大量滤液流走形成了白水。长纤维的留着率通常是很高的，接近100％，而细小纤维和填料的留着率仅为30％～70％。过低的单程留着率会导致纸页横向分布的不均匀及显著的两面性。因此，研究造纸湿部留着机理，利用助留助滤剂有效的控制细小纤维和填料的留着是非常有意义的。
助留助滤剂是纸张抄造过程中的一种重要添加剂，其使用目的是用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率，使白水中固体物的含量下降，同时改善纸料的滤水性能。在制浆造纸过程中，高效的助留助滤剂可提高纤维和填料利用率，减少白水负荷，废水污染以及造纸网的磨损。
使用助留助滤剂的经济效益是十分明显的：
（1）可提高纸料中细小纤维和填料的留着率，使浆耗降低约1％～2％，填料留着率提高20％左右。
（2）使白水封闭循环系统正常运行，发挥最大效率，可降低生产成本，节约纤维原料，且由于白水中填料和细小纤维含量减少，白水易于澄清，可减轻排水污染，降低流失白水浓度约40％，并降低废水中的盐类含量和BOD，减少排污费用。
（3）保持毛毯清洁，使纸机更好的运转。
（4）使纸机网部滤水性加快。一般来说，具有助留作用的高分子也具有助滤作用，只不过其作用有所侧重。助留剂的目的主要是提高纸料中细小
纤维和填料留着率，而助滤剂主要是为了提高从抄纸网部来的湿纸的滤水性、脱水速度。滤水作用与助留作用在促进纤维和填料的凝聚这一点上是相通的。故加入助留剂可在不增加絮凝剂等的用量下，提高白水回收装置的效率。
（5）可改善成纸的质量，如增加其不透明度、均匀度、印刷适印性和吸收性等。
助留助滤剂的分类
常用的助留助滤剂有三大类，即无机盐、天然高分子聚合物和合成高分子聚合物，后两种有时也称为聚合电解质。
（1）无机盐助留助滤剂：无机盐助留助滤剂主要有硫酸铝和氯化钙，其中硫酸铝用量最大。在造纸逐步转向中性抄造的现阶段，硫酸铝的消费量虽然正逐年减少，但仍不失为一种主要的助留助滤剂。硫酸铝的主要的用途是用作松香胶的定着剂，同时也具有提高滤水速率和留着率的作用。此外，硫酸铝还有降低浆料pH值，使电位接近于零的效果。其缺点是提高了纸页酸度，降低了纸张的耐久性。
（2）天然有机聚合物助留助滤剂：天然有机聚合物主要有阳离子淀粉、阳离子瓜豆胶和壳聚糖等，其中阳离子淀粉是用量较大的一种，它对促进全程留着率和细小组分留着率均有重要的作用。
（3）合成有机聚合物助留助滤剂：合成有机聚合物可分为非离子型、阳离子型、阴离子型和两性型等4类。其代表是聚丙烯酰胺类聚合物，由于其价格相对较低及多种改性产品的研制成功，使其成为有机高分子电解质的主要品种。在中性抄纸中，以单独或合用阳离子型淀粉和聚丙烯酰胺为主流。这类助留助滤剂还有聚胺、聚乙烯亚胺、聚酰胺和聚氧化乙烯等。其主要特性如下。
①电荷密度：低电荷密度1％～10％，中电荷密度10％～40％，高电荷密度40％～80％，特高电荷密度80％～100％。
②平均分子量：低相对分子质量（0.1～10）万，中相对分子质量（10～100）万，高相对分子质量（100500）万，特高相对分子质量500万以上。在造纸工业的实际应用中，以高分子量、低电荷密度的合成聚电解质作
为絮凝剂，用于高剪切力和湍流条件下的细小组分的助留；而以低分子量、高电荷密度的阳离子产品作为低剪切力系统中的助留剂。
在实际生产中，可添加一种助留助滤剂，也可将几种助剂结合起来组成一个助留助滤体系。常用的聚电解质助留助滤体系有单组分体系、双组分体系（有时也称为二元组分体系）、微粒子体系和网络絮聚系统等。
干强剂的作用和机理
干强剂是一种用以增进纤维之间的结合，以提高纸张的物理强度而不影响其湿强度的精细化学品。一般来说，可溶于水并带有氢键的聚合物，可作为干强剂，理想的干强剂应该是：线性大分子，其氨基能够充分接近纤维表面；相对分子量大，具有成膜能力，对纤维有足够的黏合强度并能在纤维间架桥；分子链上有许多正电荷中心和羟基，便于和纤维形成静电结合和氢键。事实上，木材纤维已含有天然的干强剂—半纤维素。没有半纤维素的存在，难以取得纤维间的结合强度，如棉浆纤维中，没有半纤维素，用其造纸时就会出现强度问题。
一般认为，干强剂的增强作用是通过以下机理实现的：
（1）纤维间氢键结合和静电吸附是纸张具有干强度的原因，特别是氢键结合点多，结合力强，是干强度产生的主要原因。加入干强剂（天然、改性和合成高分子）后，这些高分子含有各种活性基，可以和纤维上的羟基产生强的分子间相互作用及氢键结合。
（2）一些含有阴离子基的干强剂，可通过A13﹢等和纤维形成配位结合。
如果纤维经特殊处理后含有羟基等，也不排除存在离子键的可能性。长链高分子可同时贯穿若干纤维和颗粒之间，物理结合吸附能够起到某种补强作用。
（3）干强剂往往也是纤维的高效分散剂，能使浆中纤维分布更均匀，导致纤维间及纤维与高分子间结合点增加，从而提高干强度。
（4）干强剂可以增加纸中纤维间的结合力，因而提高了以结合力为主的强度指标，如裂断长、耐折度、Z向强度、挺度、表面耐磨性、表面拉毛速度、抗压强度等。但一般不能增加撕裂度，甚至使撕裂度、压缩性、柔软度等降低。
常用干强剂
常用干强剂有以下几种：
（1）变性淀粉干强剂：纸用变性淀粉干强剂的品种主要有阴离子淀粉、氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、淀粉黄原酸酯、非离子淀粉、阳离子淀粉、两性淀粉以及淀粉与乙烯基单体的接枝共聚物，这些产品性能各异，基本上可以满足不同纸张不同强度的要求。因此其用量近几年占造纸化学品总量的80％～90％。各种变性淀粉干强剂只有在与纤维形成有效和快速吸附才能达到最佳效果，其电荷密度、加入量应在合适的范围内，同时不能与体系中的其他添加物有副反应。淀粉加入量较大时，往往可提高干强度，但未吸附的淀粉会集结在白水系统，故一般用量应控制在1％以下。目前对淀粉变性的研究正朝着两性和多元变性的方向发展，生产成本更低，应用效果更明显。
（2）聚丙烯酰胺干强剂：聚丙烯酰胺（PAM）是一种多功能水溶性高分子聚合物。PAM中羧基含量与纸张强度的关系是，羧基含量为10％左右时，抗张强度、耐破强度、耐折度达顶点，即PAM的分子量为50万～70万和羧基含量为10％左右时，是纸张强度干强剂的最佳值，生产使用中发现聚丙烯酰胺在提高纸页干强度方面几乎对所有浆种都有效。
（3）壳聚糖干强剂：壳聚糖作为天然阳离子大分子，单独使用及改性物都具有显著的增强作用，同时有优异的助留助滤性，近年来关于其在造纸湿部的应用的报道很多。
壳聚糖在造纸湿部主要用作干强剂、助留助滤剂和絮凝剂。另外，阳离子淀粉与壳聚糖作为双助剂共用，能有效提高纸张的物理强度和填料留着率。强度提高主要是由于双助剂增加了纤维间的结合面积及结合强度。最常用的双助剂干强剂是壳聚糖和磷酸酯淀粉。随着壳聚糖分子量的增加，双助剂作用效果也随着增加，表现在纸张各项物理指标均随壳聚糖分子量的增加而有所提高。
（4）树脂胶：作为增干强剂，有应用价值的主要是田菁胶。生产方法是由田菁种子内胚乳中提取出植物胶粉，再根据应用要求进行改性。田菁胶主要添加于纸浆内，可提高卷烟纸的强度与匀度，降低浆耗，提高强度指标。
用于非木材纤维抄造胶印书刊纸，也可改善纸张匀度，提高留着率，具有明显的增强效果，且可减少印刷过程中的掉毛掉粉现象及断头数。
（5）瓜耳胶：主要成分是由豆科植物种子胚乳中提取。实验表明，其对纸页增强效果十分明显。
湿强剂的使用目的和作用机理
普通纸被水润湿后，纤维润胀，施胶剂被溶解，纤维间结合力减弱，纸张的强度基本失去，使纸张发挥不了应有的作用。在工农业技术、医疗卫生、国防科技、日常生活的实际应用之中，不少纸张如无碳复写纸、照相原纸、地图纸、医用纸、育苗纸、钞票纸、茶叶袋纸、食品包装纸、水砂原纸等均要求具有较高的湿强性能，因此必须以化学湿强剂来提高纸张的湿强度。
湿强纸的含义不难理解，植物纤维为亲水性的，纸页完全被水浸透或被水饱和时，其强度损失90％～96％，余下的强度称为湿强度，为4％～10％。加入化学助剂，其湿强度达到或超过15％，我们称其为湿强纸，加入的化学助剂为湿强剂。
加入纸张中的湿强剂通过纸的干燥处理发生化学变化，使纸张在水中不易润胀，从而产生湿强度，其作用机理主要包括以下几个方面：
（1）加入纸浆中的湿强树脂一般为低分子且溶于水的初期缩合物，进入纸浆能渗透到纤维的表面和内部，并缩聚成高分子聚合物，使得树脂与相邻纤维间的部分羟基结合，形成抗水的亚甲基醚键等共价键，使纸张产生一定的湿强度。
（2）湿强树脂的部分高分子聚合物沉积于纤维间，与相邻纤维间树脂分子构成网状结构的无定型交织，限制了纤维彼此间活动，相应地就减少了纤维的润胀和纸页伸缩变形等性能，从而增加了纸的湿强度。
（3）部分湿强树脂分布于纤维表面，由于树脂成熟后具有持久不变且不溶于水的性质，从而阻止了水分子深入纤维空隙中，避免纤维因吸水膨胀而破坏纤维结合，因而增加了湿强度。
湿强剂增强机理应从纤维结合强度来分析，要使湿强度提高，必须使纸中纤维同纤维的结合更能抵抗水的破坏作用。
常用湿强剂
湿强剂在不同的应用环境中，产生的效果不一样，一般加入量在0.5％～1.0％（对绝干浆）。常用的湿强剂有如下几种：
（1）醛树脂（UF）：UF树脂在造纸工业中的应用始于20世纪30年代，是最早做湿强剂的合成树脂，一般用于照相原纸、地图纸和招贴纸等。
UF树脂及改性产品特性：
①只适用于酸性条件下使用；
②减少纸的吸水性，降低其透气度；
③易分解产生游离甲醛，经过一定时间后纸的湿强度开始降低；
④固化速度低，若其完全发挥湿强作用需2～3周；
⑤价格低廉。传统的UF树脂由于游离甲醛的危害，近年来，国外已开始禁用。
（2）三聚氰胺甲醛树脂（MF）：MF树脂于20世纪30年代应用于造纸工业，是一种热固性、酸性固化的氨基树脂，由三聚氰胺甲醛在酸性条件下缩合而成。MF树脂作为湿强剂，主要用于钞票纸、海图纸等纸张的生产。
MF树脂特性：
①含较多羟基官能团，每单位树脂能使纸张产生更高的湿强度；
②酸性条件下使用；
③固化速度较高，纸张湿强度形成快；
④分解速度较慢，也产生有害甲醛；
⑤其湿强纸具有透气度低、耐折度高、挺度好、湿强度高的特点。
（3）聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）：PAE树脂于20世纪60年代应用于造纸工业，是由三元胺反应，生成水溶性的长链聚胺，然后再与环氧氯丙烷脱氯化氢缩合而成的一种水溶性、阳离子型热固性树脂。作为湿强剂，PAE树脂主要用于一次性的生活用纸和医疗用纸，如手巾纸、婴儿尿布纸、药棉纸等。另外，也用于照相原纸、壁纸原纸、液体包装用纸和食品包装用纸中。
PAE特性：
①无毒无味，不含甲醛类的湿强剂；
②可在pH值4～10的范围内广泛使用；
③具有高效湿强效果。当用量在0.5％～1.0％时，相对湿强度可达14％左右，因而用量少；
④其损纸回收容易，可在pH值为10条件下进行打浆；
⑤具有良好的吸附性能，较高的干强度和湿强度；
⑥含PAE的纸页刚度低。PAE树脂及其改性产品在中性、弱碱性条件下固化，可减轻废水污染，避免了纸张随日久而返黄的特点，也对人无害，因此被广泛应用。但该类产品成本较高。
（4）新型环保湿强剂：上述常用的湿强剂增湿强效果较好，但是都有一些缺点。例如用量最大的PAE，湿强效果令人满意，但价格昂贵，与阴离子不相容，固化后不易降解，损纸回用困难。另外PAE中有机氯含量高，不利于环保。而MF、UF由于有游离甲醛的危害，近年来国外开始禁用。总之，由于传统的湿强树脂对环境的不良影响，日益引起人们的关注，造纸工业正在开发环境友好湿强剂。如壳聚糖和聚羧酸便是其中的两种。
消泡剂的作用和原理
泡沫是制浆厂、造纸厂以及废液处理中的一个较为严重的问题，也是食品、印染等行业中经常遇到的问题。缺乏对泡沫足够的认识和控制可能导致减产或降低产品质量，还能造成环境污染。因此，如何消除和抑制上述工业生产过程中的泡沫是一个很重要的课题。实践证明，使用化学消泡剂和阻泡剂是一种有效地控制泡沫的方法。这类化学助剂已广泛应用于制浆造纸及其他行业中，利用该方法控制泡沫形成，比其他方法如机械法要有效、方便还不需要设备投资。
在造纸工业中，所谓的消泡剂是指用于消除制浆、造纸和涂布加工等过程中出现泡沫的化学品。造纸过程的工艺比较复杂，各工序条件也不一样，所以形成泡沫的原因也是多方面的。例如，各工艺设备形式、机械设备形式、施胶种类、浆料pH值、化学品添加、纸机车速、纸浆输送等均对泡沫的产生与形成有影响。因此必须对各个工序中物料的性质、产生泡沫的原因及消泡的要求弄清楚，有目的地选择使用相应的消泡剂，才能取得预期的效果。
消泡剂的作用原理主要是降低液体的表面张力，即消泡剂能在泡沫的液体表面铺展，并置换膜层上的液体，使得液膜层厚度变薄至机械失稳点而
达到消泡的目的，泡沫是气体分散在溶液中的分散体系。作为消泡剂来说，对其应有几点要求：
（1）成泡倾向低，否则被加入后也会起泡。
（2）在水中的溶解性好，有移动气—液界面的倾向。
（3）与起泡剂相反，有正铺展系数。
（4）使用条件（pH值、温度等）下化学稳定。
消泡剂的分类
消泡剂的种类很多，从普通的烃油、硅酮油、脂肪酸及其盐，到聚氧化乙烯醚类系列等，常将他们分成几类，常见的有按消泡剂的化学组成分类，还有按造纸工序分类，下面简述这两种方法的分类情况：
（1）按消泡剂化学组成分类：
①高级醇类；
②脂肪酸及其盐类；
③磷酸酯类；
④烃油类；
⑤聚醚类；
⑥有机硅聚合物；
⑦酰胺类。
（2）按造纸工序分类：按造纸工序可将消泡剂分为制浆消泡剂、造纸消泡剂、涂布消泡剂三大类。
①制浆消泡剂：该类消泡剂是指消除制浆过程中泡沫所用的化学药品。如在未漂碱法、硫酸盐法制浆中，含有大量可溶性有机物，废纸浆经脱墨后也含有皂化物，在洗涤、筛选和漂白过程中，往往会聚积大量泡沫，黑液在蒸发浓缩时，也会产生严重的泡沫，影响洗涤和浓缩效果。由烃油类溶剂和亲油性表面活性剂组成的化学品用于制浆消泡，具有耐碱、耐高温特性，加入纸浆或黑液中，可减少或消除泡沫，提高洗涤、筛选和浓缩效果，节约用水，并提高纸浆脱水后的干度。
②造纸消泡剂：是指用于消除造纸机上泡沫的化学品。在造纸过程中，由于不合理的施胶及洗涤不良纸浆，酸性系统中使用碱性填料，以及过量或其他不适当浆内添加剂等均可能使在造纸机沉砂槽、高位箱、网前箱、白水坑等湿部系统积聚泡沫。含有泡沫的纸料，上网抄纸，则会在纸面形成泡沫纱点或透帘等，所以需要添加消泡剂。用于造纸机的消泡剂，要求在纸面不会形成油点或影响抗水性，通常选用硅油、脂肪酰胺钙（钠）皂或环氧丙烷衍生物等组成的乳液型消泡剂，也有用以非离子型表面活性剂为主体的脱气剂等。这些消泡剂可以减少纸面针眼，提高平滑度，加强滤水性和有利于提高纸页的湿强度。
③涂布消泡剂：是指纸张在涂布加工过程中，使用的消除泡沫的化学品。有阻泡和消泡两种，用于防止涂布过程中吸收空气而产生泡沫的为阻泡剂；消除在涂布系统中已产生泡沫的为消泡剂。这些消泡剂要求干燥后涂布纸无“鱼眼”，不影响涂层亮度和印刷性能，常用的有有机磷酸酯：磷酸三丁酯、磷酸三丙酯等，还有脂肪酰胺与聚氧乙烯酯、醇、醚等多种表面活性剂复配而成的消泡剂。
防腐剂的使用目的和要求
由于纸浆中含有多种营养物（如糖类），且温度适于细菌生长，制浆和抄纸过程中的微生物极易繁殖。环境pH值4～6.5有利于真菌繁衍，pH值6～8适应于细菌生长。近年来，随着传统的酸性抄纸逐渐向中性抄纸过渡，各种废纸（二次纤维）的大量使用，以及纸机采用白水封闭循环系统，造成了生产车间各种设备和管道中沉积物的积累，使得微生物快速生长，引起腐浆障碍，尤其在夏季气温偏高的环境下这一问题尤为突出。一旦混入腐浆的纸料上网，轻者影响纸机网部滤水，污染毛毯，使得出伏辊的湿纸页干度下降、强度降低，进而提高干燥部的负荷；重者造成断纸，影响纸机生产效率，并且易在成纸表面产生各种颜色的斑点和“孔洞”等纸病，以及纸页尘埃超标、纸品等级下降等问题。为了保证纸机的正常生产，减少清洗次数，提高生产效率，有必要在浆料中加入杀菌防腐剂，以减少或基本消除腐浆障碍。
在涂布加工纸生产过程中，因涂料制备时加入多种诸如改性淀粉等有机物质，并且涂料和颜料的pH值均在碱性范围内，涂料在制备过程中由于高速搅拌的作用使得涂料温度较高，这些都有利于细菌的生长和繁殖。微生物的存在和生长会影响涂料黏结和流动性能，并使涂料品质劣化，颜色变深，最后导致涂布纸的表面强度降低，表面产生污斑。造纸工业使用的理想防腐剂应该具有以下性质：
（1）高效、快速、广谱的杀菌和抑菌能力，使细菌在短时间内被杀死或使其细胞失去生长和繁殖能力。
（2）应具有低毒、易分解和一定的溶解性，用后在一定条件下自行分解，不会或很少对环境造成污染，对产品用户不会造成伤害。
（3）无刺激性异味，对环境无严重污染或对操作者不会形成不良影响。
（4）对微生物有较长时间的效能，细菌不会在短时间内产生耐药性而对其失去作用。
杀菌防腐剂主要是通过杀死细菌或使其失去生长繁殖能力来保证物料在使用过程中不产生腐败变质，杀菌防腐剂可使微生物中的蛋白质变性，消灭细胞的活性而使细胞死亡；此外，杀菌防腐剂也可使微生物的细胞遗传基因发生变异或干扰细胞内部酶的活性，使其难以繁殖生长，从而对微生物起到抑制作用。防腐剂的杀菌和抑菌作用往往与其浓度和作用时间有关，同一防腐剂，浓度高或作用时间长可以杀死细菌，浓度低或作用时间短则只能起到抑菌作用。另外，同一防腐剂对不同微生物的作用也完全不同，对某种微生物可起到杀灭作用的防腐剂对另一种微生物可能只有抑制作用。
常用防腐剂
目前，杀菌防腐剂的种类很多，但可分为两大类：无机防腐剂和有机防腐剂。
无机防腐剂主要可分为两类，即氧化型杀菌防腐剂和还原型杀菌防腐剂。还原防腐剂由于它的还原能力而具有杀菌作用和漂白作用，如亚硫酸及其盐，故其主要做漂白剂；氧化型杀菌防腐剂是借助它本身的氧化能力而起杀菌作用，其杀菌消毒能力强，但化学性质较不稳定，易分解，作用不能持久，且有异臭味，所以多用于对设备、容器、半成品及水的消毒杀菌。主要包括氧制剂和过氧化物，如次氯酸盐、氯胺、过氧化氢、二氧化氯，其使用量较大、对造纸产品性能有一定影响，对设备管道亦有腐蚀作用。
有机杀菌防腐剂具有高效、低毒、生物降解性好等优点，国外使用的杀菌防腐剂大多为有机杀菌防腐剂。在国内，众多厂家也开始重视有机杀菌
防腐剂的开发利用。过去使用的醋酸苯等有机汞、三丁基氧化锌类杀菌防腐剂虽有很高的杀菌防腐效果，但因有剧毒，已被禁止使用；氯酚衍生物类如无氯苯酚、对氯一二甲基苯酚等，虽有良好的杀菌效果，但也有一定的毒性而被限制使用。目前主要有有机硫、有机溴和含氮硫杂环化合物。近年来新出现的异噻唑啉酮类（又名卡松），这类杀菌防腐剂的高效性、广谱性、环保性，也已被世人公认，可应用于纸浆、纸机白水和造纸涂料的杀菌防腐。
脱墨剂的使用目的和要求
废纸在20世纪出开始作为造纸工业的再生资源，亦称“二次纤维”，其用量及其在造纸原料中的比例逐年增加。进入90年代以来，由于人们要求改善环境、保护森林、节约能源及原材料、降低造纸成本的呼声日益高涨。再加上环保要求越来越严格，造纸原料价格不断上涨和能源压力，废纸作为再生资源，已引起世界各国政府及企业的重视。这主要是因为，利用废纸原料制浆与直接使用纤维原料制浆相比，废纸制浆除能够大量节约能源、节约植物纤维原料、降低产品成本外，还可以节约设备投资、减轻环境公害。利用废纸制浆的关键工序是脱墨，脱墨所用的化学药品称为脱墨剂。
脱墨剂是能使附在纸张上的油墨、颜料颗粒及胶黏物脱落所用的化学药品。以往多以氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠等碱性物质作为脱墨剂，但效果较差。碱类物质对皂化油脂虽有效，但对紧密吸附于纤维间的油墨很难除去，并易使纸浆返黄。当前使用的废纸脱墨剂应具有使油墨润湿、渗透、发生润胀，减少对纤维的结合力，并使油墨乳化、分散，与纤维脱离，防止再沉积在纤维上的多种功能的复配型混合物。例如，以聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基苯醚等非离子型表面活性剂为主体，配有其他助剂组成的脱墨剂，可有效除去书刊、杂志和报纸的印刷油墨，现已被广泛应用。具体复配组分要根据废纸种类以及对脱墨制浆质量的要求而不同。
脱墨剂的作用，主要是降低脱墨温度、节约能源；加速脱墨反应、缩短脱墨时间，并减少纤维受机械作用的损伤；减少碱的用量，减少纤维强度的降低，从而提高脱墨效果，并尽可能取得高质量的回收纸浆。
废纸脱墨是通过脱墨剂的作用使废纸纤维恢复或超过原来的净化度、白度，原纤维的柔软性及其他特性，使纸浆具有较好的抄纸性能，并达到所
需要的产品指标。所以要求脱墨剂应具有以下性质：
（1）有助于废纸的疏解及不产生脱墨后的再吸附现象，有利于除去与分离油墨。
（2）有利于降低纸浆含碳量，提高白度，洗涤或浮选时，碳分能顺利地洗去或随气泡跑掉。
（3）不影响制浆造纸的得率，不影响抄纸机的生产，能在废水处理中起良好的作用。
脱墨剂的种类
大多数脱墨剂实际上都是一些具有表面活性的物质，是由某种或某几种表面活性剂组成。脱墨剂是组成废纸脱墨过程中所使用的化学药品的重要部分，其作用效果的优劣程度在一定程度上也体现一种脱墨工艺的先进性。
目前在脱墨过程中使用的脱墨剂一般为阴离子型和非离子型两大类表面活性剂。下面就对目前市场一些常用脱墨剂作一简要介绍。
（1）天然脂肪酸型脱墨剂：制备天然脂肪酸型脱墨剂的主要原料为天然动植物油脂。将其催化裂解，经分离后得到脂肪酸化合物，脂肪酸一般由饱和或不饱和的碳氢脂肪链或羧酸基团组成，其中的脂肪链使脱墨剂在脱墨过程中产生疏水作用，而羧酸基及羧酸盐基则使脱墨剂在脱墨过程中呈现亲水作用。
（2）合成型脱墨剂：合成型脱墨剂是指完全采用人工合成的表面活性物质为原料制造的脱墨剂，主要有阴离子型和非离子型两种。典型的合成型阴离子表面活性剂产品有烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等，这类产品在使用过程中往往泡沫丰富，但对油墨粒子的黏附选择性差，并且还会在循环水回用过程中产生大量的泡沫累积而导致无法回用。所以目前合成型脱墨剂的制造原料一般选用非离子型表面活性剂。典型的有壬基酚聚氧乙烯醚、环氧丙烷的共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚等。近年来，长链脂肪醇衍生物脱墨剂在国内也得到了应用，该类脱墨剂比其他常规脱墨剂具有更强的渗透能力和油墨离子的凝聚力，因而脱墨效果好。
（3）生物酶脱墨剂：生物酶脱墨技术已在北美欧洲等地广泛应用。生物酶脱墨技术可适应任何类型废纸的油墨，对激光打印、静电复印等热固性油墨尤其有效。
目前，用于脱墨的酶制剂有脂肪酶、酯酶、果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素降解酶，其中使用较多的是纤维素酶和半纤维素酶。酶法脱墨的原理是：采用生物酶进攻油墨或纤维表面，其中脂肪酶和酯酶能够降解植物油基性油墨，而果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素降解酶则通过促进纤维的润胀，使纤维与油墨之间的连接减弱，再通过适当的机械处理，使油墨粒子比较完整地从纤维表面脱离，经洗涤或浮选过程脱除。生物酶脱墨优点是能够减少油墨粒子经高温、高压的机械作用而被渗透到纤维内部的现象，同时可增加油墨粒子的疏水性，减少油墨在纤维表面的二次沉积，从而有利于浆料白度的提高。生物酶脱墨后的纤维暴露出的新鲜表面，增强了纤维的柔软度，有利于纤维之间的结合，提高成纸的强度性能。
蒸煮助剂使用的目的和意义
造纸工业中蒸煮是在蒸煮锅内控制一定的温度和压力，使含化学药品的蒸煮液与纤维原料发生作用，使原料纤维分离的过程。在这个过程中，蒸煮液的化学组成起着重要的作用。这些蒸煮液中除了常用的酸、碱、盐蒸煮剂外，为了提高蒸煮速度，减少蒸煮药剂的用量，提高纸浆得率或强度，还添加一些辅助化学药品即蒸煮助剂。由于这些辅助化学药品的加入，大大提高了蒸煮效率，再加上工艺设备的不断改进，使蒸煮能力不断提高。目前，单台设备的蒸煮能力已由开始的日产十几吨发展到当前日产400～500吨，甚至高达1200吨/天。所以，在研究改进蒸煮工艺和设备的同时，必须加强蒸煮药品和辅助药品的研究开发。特别是目前，蒸煮工艺和设备已达到相当程度后，要想再提高效率，深入研制新的蒸煮药品和辅助蒸煮药品显得更为重要。
蒸煮助剂的种类
在化学法制浆过程中，蒸煮助剂在很大程度上影响木素脱除的速率、成浆的质量、纸浆得率等，并影响着后续漂白的效果。目前在造纸中广泛应用的传统蒸煮助剂有蒽醌及其衍生物，近些年开发的新型助剂如绿氧、改性蒽醌、多硫化物等在生产中得到应用并逐步推广，最近有新的研究表明，把表面活性剂和磷酸盐作为蒸煮助剂应用到制浆过程中，能取得良好的效果。
（1）蒽醌及蒽醌类蒸煮助剂：蒽醌是一种传统的蒸煮助剂，因其具有能降低烧碱用量、缩短蒸煮时间、保护碳水化合物、节省纤维原料和加快脱木素速度、降低生产成本等优点被广泛应用在化学浆生产中。目前，利用蒽醌作为蒸煮助剂的制浆方法有：氢氧化钠—蒽醌法、硫酸盐—蒽醌法，多硫化物—蒽醌法，中性（碱性）亚硫酸盐—蒽醌法等。
由于蒽醌难溶于水，难与蒸煮液充分混合，近年来又开发研制了易溶或较易溶于水的改性蒽醌及蒽醌衍生物，与添加蒽醌的工艺相同，蒸煮效果与添加蒽醌时的效果接近，且可降低生产成本。
（2）绿氧：绿氧是一种合成高分子材料，其本身是一种氧化剂。目前，利用绿氧开发成功的制浆方法有烧碱—绿氧制浆、亚铵—绿氧制浆、亚钠—绿氧制浆等，绿氧最大特点是溶解性好，使用方便，黑液负荷少，蒸煮时能降低物耗（烧碱、亚铵、亚钠），缩短蒸煮时间，提高纸浆强度和白度。
（3）多硫化物：添加多硫化物可提高纸浆得率，并具有在蒸煮过程中深度脱木素的功能，这是由于多硫化物具有氧化性，能将碳水化合物还原性末端基氧化为羧基。
（4）表面活性剂：一般表面活性剂具有洗涤、润湿、渗透、分散、柔软、消泡等方面的作用和功能。表面活性剂应用到蒸煮中，主要是利用其润湿、渗透和分散的特点。它可以促进蒸煮液对纤维原料的润湿，加速蒸煮化学品和其他化学品的渗透和均匀扩散，从而增进蒸煮液对木材或非木材中木素和树脂的脱除，还能起到分散树脂的作用。
生物酶的应用及种类
生物技术的发展为造纸工业降低能耗、清洁生产开辟了新的天地，是制浆造纸工业中的一个新的重大研究开发领域。与传统的生产工艺技术相比，应用生物技术具有以下优点：
（1）不用和少用化学药品，简便、安全。如废纸脱墨过程中无须加入烧碱、硅酸钠、过氧化氢、螯合剂等化学药品。
（2）工艺简单。许多生物技术在造纸工业中应用，不需改动和添置设备，甚至可以简化设备。
（3）降低成本，提高性能，改善生产条件。经生物酶脱墨的纸浆，滤水性好，泡沫少，有利纸张抄造，而且抗张强度、裂断长均有提高，白度增加。
（4）能耗低，纸浆得率高。用生物制浆，可大幅度降低能耗，提高纸浆得率。
（5）对环境友好。生物酶本身无污染，另外化学品的少用也减轻了企业对废水处理的负荷。
造纸工业用酶包括纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶、淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、漆酶，其中应用较多较重要的酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、漆酶。
我国是造纸工业大国，传统造纸工业是耗能和环境污染大户，而生物酶在造纸工业方面的深入研究与逐步应用，不但能解决原料短缺、污染严重和能源紧张问题，而且会带来良好的经济效益，实现造纸工业的清洁生产。对造纸工业的发展和环境保护都具有重要的现实意义，因此，生物酶在造纸工业上的应用技术一定会有广阔的发展前景。
生物酶在造纸工业中的应用
（1）木素的生物降解：天然的造纸原料有草类、木材、麻类、棉花等，这些原料主要由三部分组成即纤维素、半纤维素和木素。造纸厂的蒸煮过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程，一般的化学法制浆，不但要用到各种化学药品，而且成本高、能耗大。而用生物酶降解木素，方法简单，对环境无污染。用于木素降解的酶，主要有漆酶、木素酶（木素过氧化酶、锰过氧化酶）。漆酶是一类含铜的胞外氧化酶，漆酶可以让木素生物降解。造纸原料，特别是木材经过木素生物降解可以去除原料中的大部分木素。基本机理为：原料的木素经过酶的降解成低分子质量木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。但这种降解过程比较费时，需要与化学或机械制浆的过程结合才能满足现代生产的需求。
（2）生物制浆：经过木素生物降解的原料，结合化学、机械制浆和其他生物酶再进一步分离出纤维原料的过程叫生物制浆。不同的原料会用到不同的生物酶，如韧皮纤维会有果胶质，可选用果胶酶分解果胶质，释放出纤维素。而草浆和木浆均含有较多的木素，可以通过木素降解酶与化学制浆、机械制浆相结合的方式来制浆。生物硫酸盐制浆和生物亚硫酸盐制浆就是将造纸原料先进行生物处理，再进行硫酸盐和亚硫酸盐制浆的方法，是生物法与传统的硫酸盐制浆的结合。
生物制浆的基本工艺：
木片→酶或菌处理30天→化学或机械制浆
生物化学浆和生物机械浆与传统的制浆比较，能耗低、环境压力轻，耗碱量大幅下降，据报道可以降低40％，制浆得率提高，残碱降低、强度性能好，已有一些工厂开始工业化生产，但由于缺乏提供稳定的商业酶的厂家，使这一有良好发展前景的技术应用目前受到限制。
（3）纸浆的生物漂白：生物漂白就是利用微生物或其产生的酶与纸浆中的某些成分作用，改善和提高纸浆白度的过程。生物漂白的目的是不用或少用化学漂白剂来改善纸浆的性能和减少漂白的污染。
大量的研究结果表明，不管是阔叶木浆还是针叶木浆，是硫酸盐浆还是亚硫酸盐浆，利用半纤维素酶预处理助漂都能改善纸浆的可漂性，减少后续漂白剂用量。另外还可以增加漂白纸浆的产量，降低漂白废水中的AOX的含量。半纤维素酶对纸浆的辅助漂白应用很成功，但半纤维素酶不能直接降解浆中残余木素，而微生物（白腐菌）可以直接与浆中的残余木素作用而达到脱木素和漂白纸浆的效果。木素过氧化酶、锰过氧化酶、漆酶能直接氧化和降解纸浆中的残余木素，降低纸浆卡伯值，提高白度而被用于纸浆的生物漂白。
纸浆的生物漂白已从实验室发展到工业化生产，芬兰、西班牙及新西兰已有造纸厂使用生物漂白替代化学漂白工艺。
（4）造纸废水的生物处理：自然界中有大量的微生物依靠有机物生存，它们能将有机物转化为对环境无害的无机物和简单的有机物。制浆造纸污染物主要是有机物，是木质纤维氧化降解产物，可作为微生物的碳源、氮源和潜在能源。利用微生物降解和转化有机物的能力，人为地创造适合于微生物生存、繁殖的条件和环境，使特定种类的微生物大量繁殖，提高其降解和转化有机物的效率，从而达到适应处理大容量制浆造纸废水的能力，是生物技术处理废水的主要内容。当然，还可以利用一些特异性植物如水生植物、陆生植物对废水进行处理，但植物处理的效率相对较低，占地面积大，所以微生物是废水处理的主要种类。
造纸工业是以纤维为原料的化学加工工业。在制浆、漂白、打浆、抄造及成纸后加工这一工艺全过程中，均离不开各种化学助剂的应用。造纸用化学助剂就是指那些加入量虽不大，但往往起关键性作用的各种化学添加剂，它不包括通常大宗用量的苛性钠、硫化物、液氯、滑石粉、高岭土等。这些化学助剂的添加量虽然仅占纸张总量的1％～3％，但对纸张及其生产的经济性却起着决定性的作用。它能使生产过程优化、纸机运行速度提高，能用较差的纤维原料生产出更薄、更白、更强的纸，不但有很高的经济效益，而且具有大幅度改善环境污染的优点。
尤其是像我国这样的造纸大国，草浆占有很大比重，所制得的纸浆中短纤维含量较高，因此对助剂有更大的依赖性，例如草浆中助留剂的使用将大大减少短纤维和填料的流失。
为了节约木材资源，保护生态环境，再生纸的利用已越来越受到人们的重视。再生纸的应用也离不开造纸化学助剂。经过印刷的废纸回收需要脱墨，推动了脱墨剂和脱墨技术的发展；废纸在回收前后受到细菌的侵蚀、紫外光的照射、空气的氧化，降低了纤维的强度，需要专用的增强剂；同时，二次纤维处理过程还会产生大量的细小纤维和填料，这就需要专用的助留、助滤剂及其应用技术；在废纸中有许多胶黏剂等杂质，处理不慎在抄造时会导致黏缸、黏网等情况发生，造成抄纸障碍，这就需要应用树脂障碍控制剂。
新型涂布化学品也是一个热门的课题，随着现代印刷技术的飞速发展，涂布化学品的功能、特性急需提高。例如，随着彩色喷墨打印技术的发展，对彩色喷墨打印纸提出了新的要求，故用于彩色喷墨打印纸的涂布化学助剂成为必需。
随着生活水平的提高，人们对生活用纸的品种、质量要求迅速提高。开发卫生、优质、舒适的生活用纸，需要用到各种化学品：提高匀度需要分散剂；提高白度需要增白、助白剂；提高柔软性需要柔软剂；妇女卫生巾和小孩的尿不湿需要高吸水性树脂等等。而且由于生活用纸直接与人体接触，所有这些化学品都应具有较高的安全性。
又如，随着塑料快餐盒的禁止生产销售，造纸行业开发了一次性可回收纸杯和快餐盒，这些产品更需要安全可靠的防油、抗水、黏合、抗热等特殊性能的专用化学助剂。
进入21世纪，造纸企业从制浆到造纸全过程都要做到清洁生产或称为绿色工艺生产。这就需要采取一系列的环保措施，其中离不开环保专用化学助剂。如采用蒸煮助剂减少制浆蒸煮时间以及碱的用量；对造纸黑液进行分离、回收木质素等有机高分子产品；对造纸白水进行化学处理以做到清洁排放；以及开发安全、高效、新型的漂白助剂等。
由此可见，化学助剂在现代造纸工业中的作用非常大，其应用也越来越广泛。随着造纸工业的蓬勃发展，制浆造纸化学助剂也必将显示出其越来越广阔的发展前景。
制浆造纸化学助剂的分类及其发展趋势
制浆造纸化学助剂的主要品种按照在造纸过程中的用途分为四大类：
（1）制浆用化学品：
①蒸煮助剂：蒽醌及其衍生物等。
②废纸脱墨剂：多种表面活性剂复配而成。
（2）造纸过程添加剂：
①助留剂：阳离子淀粉、聚丙烯酰胺、阴离子淀粉、多元助留体系等。
②消泡剂：有机硅型、聚醚型或脂肪酰胺型表面活性剂等。
③防腐剂：有机硫、有机卤化物等。
④絮凝剂：聚合氯化铝、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺及其改性产品等。
⑤树脂障碍控制剂：阳离子聚酰胺等。
⑥纤维分散剂：聚氧化乙烯等。
（3）功能性添加剂：
①浆内施胶剂：酸性抄纸用（pH值＜7）：皂化松香、强化松香、乳液松香胶、阳离子松香胶等；中性抄纸用（pH值＞7）：AKD、中性松香胶、ASA等。
②干增强剂：阳离子淀粉、聚丙烯酰胺、两性淀粉、多元改性淀粉等。
③湿增强剂：三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺环氧氯丙烷树脂等。
④表面施胶剂：聚乙烯醇、氧化淀粉、阳离子淀粉、苯乙烯—马来酸酐共聚物等。
（4）涂布加工纸用化学品：
①涂布黏合剂（黏料）：羧基丁苯胶、淀粉磷酸酯、醋—丙共聚乳液、苯—丙共聚乳液等。
②印刷适性改进剂：阳离子或两性水溶性高分子等。
③颜料分散剂：六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、丙烯酸钠与丙烯酰胺共聚物等。
④润滑剂：硬脂酸钙分散液（乳液）等。
⑤抗水剂：低甲醛三聚氰胺尿素甲醛树脂、改性蜜胺树脂等。
⑥消泡剂：聚醚、酰胺类等。
⑦防腐剂：异噻唑啉酮类等。
今后我国造纸化学品行业将重点发展以下几种产品：
（1）草浆配套用化学品：我国造纸工业以非木材纤维为主要原料，非木浆纤维达60％，由于大量使用纤维短、强度差的草类纤维，以致在纸和纸板的产品质量上受到很大限制。因此，以草木并用生产高档纸和其他纸品的配套造纸化学品结构，将转向以草浆为主或全草浆生产高档纸及其他纸品的配套造纸化学品结构。重点是开发增强剂、助留助滤剂、增白剂、施胶剂等系列草浆配套化学品。
（2）纤维再生所需化学品：国内由于木材纤维资源的缺乏，纤维的再生利用已逐步受到重视。国内引进了多套利用进口废纸生产高档纸的设备，及利用进口废纸再生制浆设备。因此，应大力研制生产配套废纸脱墨剂，尤其是浮选法脱墨剂。另外，应做好废纸再生纤维制高档纸所需化学品如增强剂、施胶剂等助剂研制、开发和应用推广工作。
（3）逐步进行中性施胶剂用化学品的开发和应用：根据造纸工业从酸性施胶转向中性施胶这一世界发展趋势，应开发生产中性施胶剂及其配套的各类化学品。由于我国松香资源丰富，发展乳液松香及近中性乳液松香施胶剂仍为现阶段主要任务。
今后几年我国应重点发展助留剂、助滤剂、增强剂、施胶剂等，主要品种包括变性淀粉，中性施胶剂AKD、ASA、湿增强剂、松香乳液，以及氧漂工艺相配套的化学品如乙二胺乙酸（EDTA），二乙撑三胺五乙酸（DTPA）等。
助留助滤剂的使用目的和要求
造纸湿部的纸页成型与过滤过程类似。造纸网可以看做是一个连续的过滤器，在这个网上，纸料中一定比例的固体物留着在网上，其余的固体物随着大量滤液流走形成了白水。长纤维的留着率通常是很高的，接近100％，而细小纤维和填料的留着率仅为30％～70％。过低的单程留着率会导致纸页横向分布的不均匀及显著的两面性。因此，研究造纸湿部留着机理，利用助留助滤剂有效的控制细小纤维和填料的留着是非常有意义的。
助留助滤剂是纸张抄造过程中的一种重要添加剂，其使用目的是用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率，使白水中固体物的含量下降，同时改善纸料的滤水性能。在制浆造纸过程中，高效的助留助滤剂可提高纤维和填料利用率，减少白水负荷，废水污染以及造纸网的磨损。
使用助留助滤剂的经济效益是十分明显的：
（1）可提高纸料中细小纤维和填料的留着率，使浆耗降低约1％～2％，填料留着率提高20％左右。
（2）使白水封闭循环系统正常运行，发挥最大效率，可降低生产成本，节约纤维原料，且由于白水中填料和细小纤维含量减少，白水易于澄清，可减轻排水污染，降低流失白水浓度约40％，并降低废水中的盐类含量和BOD，减少排污费用。
（3）保持毛毯清洁，使纸机更好的运转。
（4）使纸机网部滤水性加快。一般来说，具有助留作用的高分子也具有助滤作用，只不过其作用有所侧重。助留剂的目的主要是提高纸料中细小
纤维和填料留着率，而助滤剂主要是为了提高从抄纸网部来的湿纸的滤水性、脱水速度。滤水作用与助留作用在促进纤维和填料的凝聚这一点上是相通的。故加入助留剂可在不增加絮凝剂等的用量下，提高白水回收装置的效率。
（5）可改善成纸的质量，如增加其不透明度、均匀度、印刷适印性和吸收性等。
助留助滤剂的分类
常用的助留助滤剂有三大类，即无机盐、天然高分子聚合物和合成高分子聚合物，后两种有时也称为聚合电解质。
（1）无机盐助留助滤剂：无机盐助留助滤剂主要有硫酸铝和氯化钙，其中硫酸铝用量最大。在造纸逐步转向中性抄造的现阶段，硫酸铝的消费量虽然正逐年减少，但仍不失为一种主要的助留助滤剂。硫酸铝的主要的用途是用作松香胶的定着剂，同时也具有提高滤水速率和留着率的作用。此外，硫酸铝还有降低浆料pH值，使电位接近于零的效果。其缺点是提高了纸页酸度，降低了纸张的耐久性。
（2）天然有机聚合物助留助滤剂：天然有机聚合物主要有阳离子淀粉、阳离子瓜豆胶和壳聚糖等，其中阳离子淀粉是用量较大的一种，它对促进全程留着率和细小组分留着率均有重要的作用。
（3）合成有机聚合物助留助滤剂：合成有机聚合物可分为非离子型、阳离子型、阴离子型和两性型等4类。其代表是聚丙烯酰胺类聚合物，由于其价格相对较低及多种改性产品的研制成功，使其成为有机高分子电解质的主要品种。在中性抄纸中，以单独或合用阳离子型淀粉和聚丙烯酰胺为主流。这类助留助滤剂还有聚胺、聚乙烯亚胺、聚酰胺和聚氧化乙烯等。其主要特性如下。
①电荷密度：低电荷密度1％～10％，中电荷密度10％～40％，高电荷密度40％～80％，特高电荷密度80％～100％。
②平均分子量：低相对分子质量（0.1～10）万，中相对分子质量（10～100）万，高相对分子质量（100500）万，特高相对分子质量500万以上。在造纸工业的实际应用中，以高分子量、低电荷密度的合成聚电解质作
为絮凝剂，用于高剪切力和湍流条件下的细小组分的助留；而以低分子量、高电荷密度的阳离子产品作为低剪切力系统中的助留剂。
在实际生产中，可添加一种助留助滤剂，也可将几种助剂结合起来组成一个助留助滤体系。常用的聚电解质助留助滤体系有单组分体系、双组分体系（有时也称为二元组分体系）、微粒子体系和网络絮聚系统等。
干强剂的作用和机理
干强剂是一种用以增进纤维之间的结合，以提高纸张的物理强度而不影响其湿强度的精细化学品。一般来说，可溶于水并带有氢键的聚合物，可作为干强剂，理想的干强剂应该是：线性大分子，其氨基能够充分接近纤维表面；相对分子量大，具有成膜能力，对纤维有足够的黏合强度并能在纤维间架桥；分子链上有许多正电荷中心和羟基，便于和纤维形成静电结合和氢键。事实上，木材纤维已含有天然的干强剂—半纤维素。没有半纤维素的存在，难以取得纤维间的结合强度，如棉浆纤维中，没有半纤维素，用其造纸时就会出现强度问题。
一般认为，干强剂的增强作用是通过以下机理实现的：
（1）纤维间氢键结合和静电吸附是纸张具有干强度的原因，特别是氢键结合点多，结合力强，是干强度产生的主要原因。加入干强剂（天然、改性和合成高分子）后，这些高分子含有各种活性基，可以和纤维上的羟基产生强的分子间相互作用及氢键结合。
（2）一些含有阴离子基的干强剂，可通过A13﹢等和纤维形成配位结合。
如果纤维经特殊处理后含有羟基等，也不排除存在离子键的可能性。长链高分子可同时贯穿若干纤维和颗粒之间，物理结合吸附能够起到某种补强作用。
（3）干强剂往往也是纤维的高效分散剂，能使浆中纤维分布更均匀，导致纤维间及纤维与高分子间结合点增加，从而提高干强度。
（4）干强剂可以增加纸中纤维间的结合力，因而提高了以结合力为主的强度指标，如裂断长、耐折度、Z向强度、挺度、表面耐磨性、表面拉毛速度、抗压强度等。但一般不能增加撕裂度，甚至使撕裂度、压缩性、柔软度等降低。
常用干强剂
常用干强剂有以下几种：
（1）变性淀粉干强剂：纸用变性淀粉干强剂的品种主要有阴离子淀粉、氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、淀粉黄原酸酯、非离子淀粉、阳离子淀粉、两性淀粉以及淀粉与乙烯基单体的接枝共聚物，这些产品性能各异，基本上可以满足不同纸张不同强度的要求。因此其用量近几年占造纸化学品总量的80％～90％。各种变性淀粉干强剂只有在与纤维形成有效和快速吸附才能达到最佳效果，其电荷密度、加入量应在合适的范围内，同时不能与体系中的其他添加物有副反应。淀粉加入量较大时，往往可提高干强度，但未吸附的淀粉会集结在白水系统，故一般用量应控制在1％以下。目前对淀粉变性的研究正朝着两性和多元变性的方向发展，生产成本更低，应用效果更明显。
（2）聚丙烯酰胺干强剂：聚丙烯酰胺（PAM）是一种多功能水溶性高分子聚合物。PAM中羧基含量与纸张强度的关系是，羧基含量为10％左右时，抗张强度、耐破强度、耐折度达顶点，即PAM的分子量为50万～70万和羧基含量为10％左右时，是纸张强度干强剂的最佳值，生产使用中发现聚丙烯酰胺在提高纸页干强度方面几乎对所有浆种都有效。
（3）壳聚糖干强剂：壳聚糖作为天然阳离子大分子，单独使用及改性物都具有显著的增强作用，同时有优异的助留助滤性，近年来关于其在造纸湿部的应用的报道很多。
壳聚糖在造纸湿部主要用作干强剂、助留助滤剂和絮凝剂。另外，阳离子淀粉与壳聚糖作为双助剂共用，能有效提高纸张的物理强度和填料留着率。强度提高主要是由于双助剂增加了纤维间的结合面积及结合强度。最常用的双助剂干强剂是壳聚糖和磷酸酯淀粉。随着壳聚糖分子量的增加，双助剂作用效果也随着增加，表现在纸张各项物理指标均随壳聚糖分子量的增加而有所提高。
（4）树脂胶：作为增干强剂，有应用价值的主要是田菁胶。生产方法是由田菁种子内胚乳中提取出植物胶粉，再根据应用要求进行改性。田菁胶主要添加于纸浆内，可提高卷烟纸的强度与匀度，降低浆耗，提高强度指标。
用于非木材纤维抄造胶印书刊纸，也可改善纸张匀度，提高留着率，具有明显的增强效果，且可减少印刷过程中的掉毛掉粉现象及断头数。
（5）瓜耳胶：主要成分是由豆科植物种子胚乳中提取。实验表明，其对纸页增强效果十分明显。
湿强剂的使用目的和作用机理
普通纸被水润湿后，纤维润胀，施胶剂被溶解，纤维间结合力减弱，纸张的强度基本失去，使纸张发挥不了应有的作用。在工农业技术、医疗卫生、国防科技、日常生活的实际应用之中，不少纸张如无碳复写纸、照相原纸、地图纸、医用纸、育苗纸、钞票纸、茶叶袋纸、食品包装纸、水砂原纸等均要求具有较高的湿强性能，因此必须以化学湿强剂来提高纸张的湿强度。
湿强纸的含义不难理解，植物纤维为亲水性的，纸页完全被水浸透或被水饱和时，其强度损失90％～96％，余下的强度称为湿强度，为4％～10％。加入化学助剂，其湿强度达到或超过15％，我们称其为湿强纸，加入的化学助剂为湿强剂。
加入纸张中的湿强剂通过纸的干燥处理发生化学变化，使纸张在水中不易润胀，从而产生湿强度，其作用机理主要包括以下几个方面：
（1）加入纸浆中的湿强树脂一般为低分子且溶于水的初期缩合物，进入纸浆能渗透到纤维的表面和内部，并缩聚成高分子聚合物，使得树脂与相邻纤维间的部分羟基结合，形成抗水的亚甲基醚键等共价键，使纸张产生一定的湿强度。
（2）湿强树脂的部分高分子聚合物沉积于纤维间，与相邻纤维间树脂分子构成网状结构的无定型交织，限制了纤维彼此间活动，相应地就减少了纤维的润胀和纸页伸缩变形等性能，从而增加了纸的湿强度。
（3）部分湿强树脂分布于纤维表面，由于树脂成熟后具有持久不变且不溶于水的性质，从而阻止了水分子深入纤维空隙中，避免纤维因吸水膨胀而破坏纤维结合，因而增加了湿强度。
湿强剂增强机理应从纤维结合强度来分析，要使湿强度提高，必须使纸中纤维同纤维的结合更能抵抗水的破坏作用。
常用湿强剂
湿强剂在不同的应用环境中，产生的效果不一样，一般加入量在0.5％～1.0％（对绝干浆）。常用的湿强剂有如下几种：
（1）醛树脂（UF）：UF树脂在造纸工业中的应用始于20世纪30年代，是最早做湿强剂的合成树脂，一般用于照相原纸、地图纸和招贴纸等。
UF树脂及改性产品特性：
①只适用于酸性条件下使用；
②减少纸的吸水性，降低其透气度；
③易分解产生游离甲醛，经过一定时间后纸的湿强度开始降低；
④固化速度低，若其完全发挥湿强作用需2～3周；
⑤价格低廉。传统的UF树脂由于游离甲醛的危害，近年来，国外已开始禁用。
（2）三聚氰胺甲醛树脂（MF）：MF树脂于20世纪30年代应用于造纸工业，是一种热固性、酸性固化的氨基树脂，由三聚氰胺甲醛在酸性条件下缩合而成。MF树脂作为湿强剂，主要用于钞票纸、海图纸等纸张的生产。
MF树脂特性：
①含较多羟基官能团，每单位树脂能使纸张产生更高的湿强度；
②酸性条件下使用；
③固化速度较高，纸张湿强度形成快；
④分解速度较慢，也产生有害甲醛；
⑤其湿强纸具有透气度低、耐折度高、挺度好、湿强度高的特点。
（3）聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）：PAE树脂于20世纪60年代应用于造纸工业，是由三元胺反应，生成水溶性的长链聚胺，然后再与环氧氯丙烷脱氯化氢缩合而成的一种水溶性、阳离子型热固性树脂。作为湿强剂，PAE树脂主要用于一次性的生活用纸和医疗用纸，如手巾纸、婴儿尿布纸、药棉纸等。另外，也用于照相原纸、壁纸原纸、液体包装用纸和食品包装用纸中。
PAE特性：
①无毒无味，不含甲醛类的湿强剂；
②可在pH值4～10的范围内广泛使用；
③具有高效湿强效果。当用量在0.5％～1.0％时，相对湿强度可达14％左右，因而用量少；
④其损纸回收容易，可在pH值为10条件下进行打浆；
⑤具有良好的吸附性能，较高的干强度和湿强度；
⑥含PAE的纸页刚度低。PAE树脂及其改性产品在中性、弱碱性条件下固化，可减轻废水污染，避免了纸张随日久而返黄的特点，也对人无害，因此被广泛应用。但该类产品成本较高。
（4）新型环保湿强剂：上述常用的湿强剂增湿强效果较好，但是都有一些缺点。例如用量最大的PAE，湿强效果令人满意，但价格昂贵，与阴离子不相容，固化后不易降解，损纸回用困难。另外PAE中有机氯含量高，不利于环保。而MF、UF由于有游离甲醛的危害，近年来国外开始禁用。总之，由于传统的湿强树脂对环境的不良影响，日益引起人们的关注，造纸工业正在开发环境友好湿强剂。如壳聚糖和聚羧酸便是其中的两种。
消泡剂的作用和原理
泡沫是制浆厂、造纸厂以及废液处理中的一个较为严重的问题，也是食品、印染等行业中经常遇到的问题。缺乏对泡沫足够的认识和控制可能导致减产或降低产品质量，还能造成环境污染。因此，如何消除和抑制上述工业生产过程中的泡沫是一个很重要的课题。实践证明，使用化学消泡剂和阻泡剂是一种有效地控制泡沫的方法。这类化学助剂已广泛应用于制浆造纸及其他行业中，利用该方法控制泡沫形成，比其他方法如机械法要有效、方便还不需要设备投资。
在造纸工业中，所谓的消泡剂是指用于消除制浆、造纸和涂布加工等过程中出现泡沫的化学品。造纸过程的工艺比较复杂，各工序条件也不一样，所以形成泡沫的原因也是多方面的。例如，各工艺设备形式、机械设备形式、施胶种类、浆料pH值、化学品添加、纸机车速、纸浆输送等均对泡沫的产生与形成有影响。因此必须对各个工序中物料的性质、产生泡沫的原因及消泡的要求弄清楚，有目的地选择使用相应的消泡剂，才能取得预期的效果。
消泡剂的作用原理主要是降低液体的表面张力，即消泡剂能在泡沫的液体表面铺展，并置换膜层上的液体，使得液膜层厚度变薄至机械失稳点而
达到消泡的目的，泡沫是气体分散在溶液中的分散体系。作为消泡剂来说，对其应有几点要求：
（1）成泡倾向低，否则被加入后也会起泡。
（2）在水中的溶解性好，有移动气—液界面的倾向。
（3）与起泡剂相反，有正铺展系数。
（4）使用条件（pH值、温度等）下化学稳定。
消泡剂的分类
消泡剂的种类很多，从普通的烃油、硅酮油、脂肪酸及其盐，到聚氧化乙烯醚类系列等，常将他们分成几类，常见的有按消泡剂的化学组成分类，还有按造纸工序分类，下面简述这两种方法的分类情况：
（1）按消泡剂化学组成分类：
①高级醇类；
②脂肪酸及其盐类；
③磷酸酯类；
④烃油类；
⑤聚醚类；
⑥有机硅聚合物；
⑦酰胺类。
（2）按造纸工序分类：按造纸工序可将消泡剂分为制浆消泡剂、造纸消泡剂、涂布消泡剂三大类。
①制浆消泡剂：该类消泡剂是指消除制浆过程中泡沫所用的化学药品。如在未漂碱法、硫酸盐法制浆中，含有大量可溶性有机物，废纸浆经脱墨后也含有皂化物，在洗涤、筛选和漂白过程中，往往会聚积大量泡沫，黑液在蒸发浓缩时，也会产生严重的泡沫，影响洗涤和浓缩效果。由烃油类溶剂和亲油性表面活性剂组成的化学品用于制浆消泡，具有耐碱、耐高温特性，加入纸浆或黑液中，可减少或消除泡沫，提高洗涤、筛选和浓缩效果，节约用水，并提高纸浆脱水后的干度。
②造纸消泡剂：是指用于消除造纸机上泡沫的化学品。在造纸过程中，由于不合理的施胶及洗涤不良纸浆，酸性系统中使用碱性填料，以及过量或其他不适当浆内添加剂等均可能使在造纸机沉砂槽、高位箱、网前箱、白水坑等湿部系统积聚泡沫。含有泡沫的纸料，上网抄纸，则会在纸面形成泡沫纱点或透帘等，所以需要添加消泡剂。用于造纸机的消泡剂，要求在纸面不会形成油点或影响抗水性，通常选用硅油、脂肪酰胺钙（钠）皂或环氧丙烷衍生物等组成的乳液型消泡剂，也有用以非离子型表面活性剂为主体的脱气剂等。这些消泡剂可以减少纸面针眼，提高平滑度，加强滤水性和有利于提高纸页的湿强度。
③涂布消泡剂：是指纸张在涂布加工过程中，使用的消除泡沫的化学品。有阻泡和消泡两种，用于防止涂布过程中吸收空气而产生泡沫的为阻泡剂；消除在涂布系统中已产生泡沫的为消泡剂。这些消泡剂要求干燥后涂布纸无“鱼眼”，不影响涂层亮度和印刷性能，常用的有有机磷酸酯：磷酸三丁酯、磷酸三丙酯等，还有脂肪酰胺与聚氧乙烯酯、醇、醚等多种表面活性剂复配而成的消泡剂。
防腐剂的使用目的和要求
由于纸浆中含有多种营养物（如糖类），且温度适于细菌生长，制浆和抄纸过程中的微生物极易繁殖。环境pH值4～6.5有利于真菌繁衍，pH值6～8适应于细菌生长。近年来，随着传统的酸性抄纸逐渐向中性抄纸过渡，各种废纸（二次纤维）的大量使用，以及纸机采用白水封闭循环系统，造成了生产车间各种设备和管道中沉积物的积累，使得微生物快速生长，引起腐浆障碍，尤其在夏季气温偏高的环境下这一问题尤为突出。一旦混入腐浆的纸料上网，轻者影响纸机网部滤水，污染毛毯，使得出伏辊的湿纸页干度下降、强度降低，进而提高干燥部的负荷；重者造成断纸，影响纸机生产效率，并且易在成纸表面产生各种颜色的斑点和“孔洞”等纸病，以及纸页尘埃超标、纸品等级下降等问题。为了保证纸机的正常生产，减少清洗次数，提高生产效率，有必要在浆料中加入杀菌防腐剂，以减少或基本消除腐浆障碍。
在涂布加工纸生产过程中，因涂料制备时加入多种诸如改性淀粉等有机物质，并且涂料和颜料的pH值均在碱性范围内，涂料在制备过程中由于高速搅拌的作用使得涂料温度较高，这些都有利于细菌的生长和繁殖。微生物的存在和生长会影响涂料黏结和流动性能，并使涂料品质劣化，颜色变深，最后导致涂布纸的表面强度降低，表面产生污斑。造纸工业使用的理想防腐剂应该具有以下性质：
（1）高效、快速、广谱的杀菌和抑菌能力，使细菌在短时间内被杀死或使其细胞失去生长和繁殖能力。
（2）应具有低毒、易分解和一定的溶解性，用后在一定条件下自行分解，不会或很少对环境造成污染，对产品用户不会造成伤害。
（3）无刺激性异味，对环境无严重污染或对操作者不会形成不良影响。
（4）对微生物有较长时间的效能，细菌不会在短时间内产生耐药性而对其失去作用。
杀菌防腐剂主要是通过杀死细菌或使其失去生长繁殖能力来保证物料在使用过程中不产生腐败变质，杀菌防腐剂可使微生物中的蛋白质变性，消灭细胞的活性而使细胞死亡；此外，杀菌防腐剂也可使微生物的细胞遗传基因发生变异或干扰细胞内部酶的活性，使其难以繁殖生长，从而对微生物起到抑制作用。防腐剂的杀菌和抑菌作用往往与其浓度和作用时间有关，同一防腐剂，浓度高或作用时间长可以杀死细菌，浓度低或作用时间短则只能起到抑菌作用。另外，同一防腐剂对不同微生物的作用也完全不同，对某种微生物可起到杀灭作用的防腐剂对另一种微生物可能只有抑制作用。
常用防腐剂
目前，杀菌防腐剂的种类很多，但可分为两大类：无机防腐剂和有机防腐剂。
无机防腐剂主要可分为两类，即氧化型杀菌防腐剂和还原型杀菌防腐剂。还原防腐剂由于它的还原能力而具有杀菌作用和漂白作用，如亚硫酸及其盐，故其主要做漂白剂；氧化型杀菌防腐剂是借助它本身的氧化能力而起杀菌作用，其杀菌消毒能力强，但化学性质较不稳定，易分解，作用不能持久，且有异臭味，所以多用于对设备、容器、半成品及水的消毒杀菌。主要包括氧制剂和过氧化物，如次氯酸盐、氯胺、过氧化氢、二氧化氯，其使用量较大、对造纸产品性能有一定影响，对设备管道亦有腐蚀作用。
有机杀菌防腐剂具有高效、低毒、生物降解性好等优点，国外使用的杀菌防腐剂大多为有机杀菌防腐剂。在国内，众多厂家也开始重视有机杀菌
防腐剂的开发利用。过去使用的醋酸苯等有机汞、三丁基氧化锌类杀菌防腐剂虽有很高的杀菌防腐效果，但因有剧毒，已被禁止使用；氯酚衍生物类如无氯苯酚、对氯一二甲基苯酚等，虽有良好的杀菌效果，但也有一定的毒性而被限制使用。目前主要有有机硫、有机溴和含氮硫杂环化合物。近年来新出现的异噻唑啉酮类（又名卡松），这类杀菌防腐剂的高效性、广谱性、环保性，也已被世人公认，可应用于纸浆、纸机白水和造纸涂料的杀菌防腐。
脱墨剂的使用目的和要求
废纸在20世纪出开始作为造纸工业的再生资源，亦称“二次纤维”，其用量及其在造纸原料中的比例逐年增加。进入90年代以来，由于人们要求改善环境、保护森林、节约能源及原材料、降低造纸成本的呼声日益高涨。再加上环保要求越来越严格，造纸原料价格不断上涨和能源压力，废纸作为再生资源，已引起世界各国政府及企业的重视。这主要是因为，利用废纸原料制浆与直接使用纤维原料制浆相比，废纸制浆除能够大量节约能源、节约植物纤维原料、降低产品成本外，还可以节约设备投资、减轻环境公害。利用废纸制浆的关键工序是脱墨，脱墨所用的化学药品称为脱墨剂。
脱墨剂是能使附在纸张上的油墨、颜料颗粒及胶黏物脱落所用的化学药品。以往多以氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠等碱性物质作为脱墨剂，但效果较差。碱类物质对皂化油脂虽有效，但对紧密吸附于纤维间的油墨很难除去，并易使纸浆返黄。当前使用的废纸脱墨剂应具有使油墨润湿、渗透、发生润胀，减少对纤维的结合力，并使油墨乳化、分散，与纤维脱离，防止再沉积在纤维上的多种功能的复配型混合物。例如，以聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基苯醚等非离子型表面活性剂为主体，配有其他助剂组成的脱墨剂，可有效除去书刊、杂志和报纸的印刷油墨，现已被广泛应用。具体复配组分要根据废纸种类以及对脱墨制浆质量的要求而不同。
脱墨剂的作用，主要是降低脱墨温度、节约能源；加速脱墨反应、缩短脱墨时间，并减少纤维受机械作用的损伤；减少碱的用量，减少纤维强度的降低，从而提高脱墨效果，并尽可能取得高质量的回收纸浆。
废纸脱墨是通过脱墨剂的作用使废纸纤维恢复或超过原来的净化度、白度，原纤维的柔软性及其他特性，使纸浆具有较好的抄纸性能，并达到所
需要的产品指标。所以要求脱墨剂应具有以下性质：
（1）有助于废纸的疏解及不产生脱墨后的再吸附现象，有利于除去与分离油墨。
（2）有利于降低纸浆含碳量，提高白度，洗涤或浮选时，碳分能顺利地洗去或随气泡跑掉。
（3）不影响制浆造纸的得率，不影响抄纸机的生产，能在废水处理中起良好的作用。
脱墨剂的种类
大多数脱墨剂实际上都是一些具有表面活性的物质，是由某种或某几种表面活性剂组成。脱墨剂是组成废纸脱墨过程中所使用的化学药品的重要部分，其作用效果的优劣程度在一定程度上也体现一种脱墨工艺的先进性。
目前在脱墨过程中使用的脱墨剂一般为阴离子型和非离子型两大类表面活性剂。下面就对目前市场一些常用脱墨剂作一简要介绍。
（1）天然脂肪酸型脱墨剂：制备天然脂肪酸型脱墨剂的主要原料为天然动植物油脂。将其催化裂解，经分离后得到脂肪酸化合物，脂肪酸一般由饱和或不饱和的碳氢脂肪链或羧酸基团组成，其中的脂肪链使脱墨剂在脱墨过程中产生疏水作用，而羧酸基及羧酸盐基则使脱墨剂在脱墨过程中呈现亲水作用。
（2）合成型脱墨剂：合成型脱墨剂是指完全采用人工合成的表面活性物质为原料制造的脱墨剂，主要有阴离子型和非离子型两种。典型的合成型阴离子表面活性剂产品有烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等，这类产品在使用过程中往往泡沫丰富，但对油墨粒子的黏附选择性差，并且还会在循环水回用过程中产生大量的泡沫累积而导致无法回用。所以目前合成型脱墨剂的制造原料一般选用非离子型表面活性剂。典型的有壬基酚聚氧乙烯醚、环氧丙烷的共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚等。近年来，长链脂肪醇衍生物脱墨剂在国内也得到了应用，该类脱墨剂比其他常规脱墨剂具有更强的渗透能力和油墨离子的凝聚力，因而脱墨效果好。
（3）生物酶脱墨剂：生物酶脱墨技术已在北美欧洲等地广泛应用。生物酶脱墨技术可适应任何类型废纸的油墨，对激光打印、静电复印等热固性油墨尤其有效。
目前，用于脱墨的酶制剂有脂肪酶、酯酶、果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素降解酶，其中使用较多的是纤维素酶和半纤维素酶。酶法脱墨的原理是：采用生物酶进攻油墨或纤维表面，其中脂肪酶和酯酶能够降解植物油基性油墨，而果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素降解酶则通过促进纤维的润胀，使纤维与油墨之间的连接减弱，再通过适当的机械处理，使油墨粒子比较完整地从纤维表面脱离，经洗涤或浮选过程脱除。生物酶脱墨优点是能够减少油墨粒子经高温、高压的机械作用而被渗透到纤维内部的现象，同时可增加油墨粒子的疏水性，减少油墨在纤维表面的二次沉积，从而有利于浆料白度的提高。生物酶脱墨后的纤维暴露出的新鲜表面，增强了纤维的柔软度，有利于纤维之间的结合，提高成纸的强度性能。
蒸煮助剂使用的目的和意义
造纸工业中蒸煮是在蒸煮锅内控制一定的温度和压力，使含化学药品的蒸煮液与纤维原料发生作用，使原料纤维分离的过程。在这个过程中，蒸煮液的化学组成起着重要的作用。这些蒸煮液中除了常用的酸、碱、盐蒸煮剂外，为了提高蒸煮速度，减少蒸煮药剂的用量，提高纸浆得率或强度，还添加一些辅助化学药品即蒸煮助剂。由于这些辅助化学药品的加入，大大提高了蒸煮效率，再加上工艺设备的不断改进，使蒸煮能力不断提高。目前，单台设备的蒸煮能力已由开始的日产十几吨发展到当前日产400～500吨，甚至高达1200吨/天。所以，在研究改进蒸煮工艺和设备的同时，必须加强蒸煮药品和辅助药品的研究开发。特别是目前，蒸煮工艺和设备已达到相当程度后，要想再提高效率，深入研制新的蒸煮药品和辅助蒸煮药品显得更为重要。
蒸煮助剂的种类
在化学法制浆过程中，蒸煮助剂在很大程度上影响木素脱除的速率、成浆的质量、纸浆得率等，并影响着后续漂白的效果。目前在造纸中广泛应用的传统蒸煮助剂有蒽醌及其衍生物，近些年开发的新型助剂如绿氧、改性蒽醌、多硫化物等在生产中得到应用并逐步推广，最近有新的研究表明，把表面活性剂和磷酸盐作为蒸煮助剂应用到制浆过程中，能取得良好的效果。
（1）蒽醌及蒽醌类蒸煮助剂：蒽醌是一种传统的蒸煮助剂，因其具有能降低烧碱用量、缩短蒸煮时间、保护碳水化合物、节省纤维原料和加快脱木素速度、降低生产成本等优点被广泛应用在化学浆生产中。目前，利用蒽醌作为蒸煮助剂的制浆方法有：氢氧化钠—蒽醌法、硫酸盐—蒽醌法，多硫化物—蒽醌法，中性（碱性）亚硫酸盐—蒽醌法等。
由于蒽醌难溶于水，难与蒸煮液充分混合，近年来又开发研制了易溶或较易溶于水的改性蒽醌及蒽醌衍生物，与添加蒽醌的工艺相同，蒸煮效果与添加蒽醌时的效果接近，且可降低生产成本。
（2）绿氧：绿氧是一种合成高分子材料，其本身是一种氧化剂。目前，利用绿氧开发成功的制浆方法有烧碱—绿氧制浆、亚铵—绿氧制浆、亚钠—绿氧制浆等，绿氧最大特点是溶解性好，使用方便，黑液负荷少，蒸煮时能降低物耗（烧碱、亚铵、亚钠），缩短蒸煮时间，提高纸浆强度和白度。
（3）多硫化物：添加多硫化物可提高纸浆得率，并具有在蒸煮过程中深度脱木素的功能，这是由于多硫化物具有氧化性，能将碳水化合物还原性末端基氧化为羧基。
（4）表面活性剂：一般表面活性剂具有洗涤、润湿、渗透、分散、柔软、消泡等方面的作用和功能。表面活性剂应用到蒸煮中，主要是利用其润湿、渗透和分散的特点。它可以促进蒸煮液对纤维原料的润湿，加速蒸煮化学品和其他化学品的渗透和均匀扩散，从而增进蒸煮液对木材或非木材中木素和树脂的脱除，还能起到分散树脂的作用。
生物酶的应用及种类
生物技术的发展为造纸工业降低能耗、清洁生产开辟了新的天地，是制浆造纸工业中的一个新的重大研究开发领域。与传统的生产工艺技术相比，应用生物技术具有以下优点：
（1）不用和少用化学药品，简便、安全。如废纸脱墨过程中无须加入烧碱、硅酸钠、过氧化氢、螯合剂等化学药品。
（2）工艺简单。许多生物技术在造纸工业中应用，不需改动和添置设备，甚至可以简化设备。
（3）降低成本，提高性能，改善生产条件。经生物酶脱墨的纸浆，滤水性好，泡沫少，有利纸张抄造，而且抗张强度、裂断长均有提高，白度增加。
（4）能耗低，纸浆得率高。用生物制浆，可大幅度降低能耗，提高纸浆得率。
（5）对环境友好。生物酶本身无污染，另外化学品的少用也减轻了企业对废水处理的负荷。
造纸工业用酶包括纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶、淀粉酶、脂肪酶、果胶酶、漆酶，其中应用较多较重要的酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、漆酶。
我国是造纸工业大国，传统造纸工业是耗能和环境污染大户，而生物酶在造纸工业方面的深入研究与逐步应用，不但能解决原料短缺、污染严重和能源紧张问题，而且会带来良好的经济效益，实现造纸工业的清洁生产。对造纸工业的发展和环境保护都具有重要的现实意义，因此，生物酶在造纸工业上的应用技术一定会有广阔的发展前景。
生物酶在造纸工业中的应用
（1）木素的生物降解：天然的造纸原料有草类、木材、麻类、棉花等，这些原料主要由三部分组成即纤维素、半纤维素和木素。造纸厂的蒸煮过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程，一般的化学法制浆，不但要用到各种化学药品，而且成本高、能耗大。而用生物酶降解木素，方法简单，对环境无污染。用于木素降解的酶，主要有漆酶、木素酶（木素过氧化酶、锰过氧化酶）。漆酶是一类含铜的胞外氧化酶，漆酶可以让木素生物降解。造纸原料，特别是木材经过木素生物降解可以去除原料中的大部分木素。基本机理为：原料的木素经过酶的降解成低分子质量木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。但这种降解过程比较费时，需要与化学或机械制浆的过程结合才能满足现代生产的需求。
（2）生物制浆：经过木素生物降解的原料，结合化学、机械制浆和其他生物酶再进一步分离出纤维原料的过程叫生物制浆。不同的原料会用到不同的生物酶，如韧皮纤维会有果胶质，可选用果胶酶分解果胶质，释放出纤维素。而草浆和木浆均含有较多的木素，可以通过木素降解酶与化学制浆、机械制浆相结合的方式来制浆。生物硫酸盐制浆和生物亚硫酸盐制浆就是将造纸原料先进行生物处理，再进行硫酸盐和亚硫酸盐制浆的方法，是生物法与传统的硫酸盐制浆的结合。
生物制浆的基本工艺：
木片→酶或菌处理30天→化学或机械制浆
生物化学浆和生物机械浆与传统的制浆比较，能耗低、环境压力轻，耗碱量大幅下降，据报道可以降低40％，制浆得率提高，残碱降低、强度性能好，已有一些工厂开始工业化生产，但由于缺乏提供稳定的商业酶的厂家，使这一有良好发展前景的技术应用目前受到限制。
（3）纸浆的生物漂白：生物漂白就是利用微生物或其产生的酶与纸浆中的某些成分作用，改善和提高纸浆白度的过程。生物漂白的目的是不用或少用化学漂白剂来改善纸浆的性能和减少漂白的污染。
大量的研究结果表明，不管是阔叶木浆还是针叶木浆，是硫酸盐浆还是亚硫酸盐浆，利用半纤维素酶预处理助漂都能改善纸浆的可漂性，减少后续漂白剂用量。另外还可以增加漂白纸浆的产量，降低漂白废水中的AOX的含量。半纤维素酶对纸浆的辅助漂白应用很成功，但半纤维素酶不能直接降解浆中残余木素，而微生物（白腐菌）可以直接与浆中的残余木素作用而达到脱木素和漂白纸浆的效果。木素过氧化酶、锰过氧化酶、漆酶能直接氧化和降解纸浆中的残余木素，降低纸浆卡伯值，提高白度而被用于纸浆的生物漂白。
纸浆的生物漂白已从实验室发展到工业化生产，芬兰、西班牙及新西兰已有造纸厂使用生物漂白替代化学漂白工艺。
（4）造纸废水的生物处理：自然界中有大量的微生物依靠有机物生存，它们能将有机物转化为对环境无害的无机物和简单的有机物。制浆造纸污染物主要是有机物，是木质纤维氧化降解产物，可作为微生物的碳源、氮源和潜在能源。利用微生物降解和转化有机物的能力，人为地创造适合于微生物生存、繁殖的条件和环境，使特定种类的微生物大量繁殖，提高其降解和转化有机物的效率，从而达到适应处理大容量制浆造纸废水的能力，是生物技术处理废水的主要内容。当然，还可以利用一些特异性植物如水生植物、陆生植物对废水进行处理，但植物处理的效率相对较低，占地面积大，所以微生物是废水处理的主要种类。
