造纸增干强剂的功能解析及其纤维结合增效机制

一、主要目的

提升纸张机械性能

增强抗张强度、耐破度、撕裂度和挺度等，使纸张在运输、印刷或加工过程中不易破损。

优化纤维利用效率

允许使用更多短纤维或回收纤维（如废纸浆），降低成本的同时维持纸张强度。

改善纸张适印性

提高表面强度，减少印刷过程中的掉毛、掉粉现象。

适应高强度需求场景

如包装纸、瓦楞纸、特种纸等需要高强度的纸种。

二、作用机理

增干强剂通过增强纤维间的结合力来提升纸张强度，具体机理包括：

1. 纤维间氢键增强

原理：纤维素表面含有大量羟基（-OH），增干强剂（如淀粉、聚丙烯酰胺）通过分子链上的极性基团（如羟基、氨基）与纤维形成氢键，强化纤维间的结合。

效果：氢键网络密度增加，显著提升纸张干强度。

2. 纤维桥联作用

原理：高分子增干强剂（如阳离子淀粉、PAM）的长链结构可同时吸附多个纤维，形成“桥联”结构，增强纤维间的物理缠结。

效果：减少纤维滑移，提高抗张强度和耐破度。

3. 电荷中和与吸附

原理：阳离子型增干强剂（如阳离子淀粉、CPAM）通过静电作用中和纤维表面的负电荷，减少纤维间排斥力，促进紧密排列。

效果：纤维结合更紧密，纸张紧度提高。

4. 填补纤维空隙

原理：部分增干强剂（如改性淀粉）在干燥过程中形成薄膜或填充纤维间的空隙，增强结合面积。

效果：减少孔隙率，提升纸张均匀性和强度。

5. 纤维表面改性

原理：增干强剂通过化学键合或物理吸附改变纤维表面特性，增加粗糙度或反应活性，促进纤维间结合。

效果：结合力持久性增强，尤其在潮湿-干燥循环中表现稳定。

三、常见增干强剂类型

天然高分子类

阳离子淀粉：成本低、生物降解性好，通过电荷中和与氢键增强作用。

羧甲基纤维素（CMC）：适用于高填料含量的纸张。

合成高分子类

聚丙烯酰胺（PAM）：阳离子型PAM桥联效果显著，适合高强纸种。

聚乙烯醇（PVA）：成膜性强，但成本较高。

复合型

淀粉与合成聚合物复配，兼顾环保性与gao效性。

四、应用要点

添加位置：通常在湿部添加（如浆内施胶）或表面施胶。

pH与电荷匹配：需根据浆料电荷特性（Zeta电位）选择合适离子型的增干强剂。

协同效应：与湿强剂、助留剂等配合使用可优化综合性能。

五、总结

增干强剂通过增强纤维间氢键、桥联作用及电荷调控，显著提升纸张干强度，是造纸工艺中平衡成本与性能的核心助剂。其选择需结合纤维类型、纸种需求及环保要求综合考量。