聚丙烯酰胺作為紙張增干增強(qiáng)劑是可明顯提高紙的耐破度、耐折度、抗張強(qiáng)度等物理性能的抄造工藝用助劑。使用增干強(qiáng)劑可以得到許多好處:在保持強(qiáng)度的同時能夠減輕對紙漿所要求的精磨程度,從而*終可以節(jié)約能源和增加產(chǎn)量;當(dāng)以強(qiáng)度差、價格低的紙漿代用時,可保持成品紙張的強(qiáng)度性能;它既能夠增加干強(qiáng)度,又并不相應(yīng)地增加紙張的表觀密度(這與增加紙漿精磨程度后出現(xiàn)的情況不同),從而有可能得到一種強(qiáng)度高而又疏松的紙頁,這在用于制造密度低的紙板和薄頁紙方面是很有好處的;可以得到特殊的強(qiáng)度性能的紙張,尤其在增加內(nèi)部結(jié)合強(qiáng)度方面的效果特別顯著。提高紙張強(qiáng)度可通過增加打漿度達(dá)到,但這會引起紙張緊度和透明度上升,吸收性和透氣度下降,對多數(shù)紙種(尤是麥草漿)來說是不合理的,要保持緊度等指標(biāo)相對穩(wěn)定又要提高強(qiáng)度,添加增干強(qiáng)劑是一個好方法。
紙張增干強(qiáng)劑作用機(jī)理為:(1)加入增干強(qiáng)劑后,這些高分子含有的各種活性基團(tuán)可以和纖維上的羥基產(chǎn)生強(qiáng)的分子間相互作用及氫鍵結(jié)合。聚丙烯酰胺是**廣泛使用的增干強(qiáng)劑。在紙機(jī)濕部或濕部之前加入聚丙烯酰胺后,在紙料懸浮液中被吸附在纖維上;在干燥過程中其酰氨基和纖維的羥基在纖維之間形成氫鍵結(jié)合,增加氫鍵結(jié)合區(qū)域,因而,能顯著地提高紙張的結(jié)合強(qiáng)度。(2)一些含有陰離子基團(tuán)的增干強(qiáng)劑可以通過Al3+等和纖維形成配位鍵結(jié)合。如果纖維經(jīng)特殊處理后含有羧基等,也不排除存在離子鍵結(jié)合的可能性。長鏈高分子可同時貫穿若干個纖維和顆粒,物理纏結(jié)和吸附能夠起到某種補(bǔ)強(qiáng)作用。(3)增干強(qiáng)劑往往也是纖維的高效分散劑,能使?jié){中纖維分布更均勻,導(dǎo)致纖維間及纖維與高分子間結(jié)合點(diǎn)增加,從而提高干強(qiáng)度。可見,增干強(qiáng)劑的加入增加了紙中纖維間的結(jié)合力,因而提高了以結(jié)合力為主的強(qiáng)度指標(biāo),如裂斷伸長率、耐折度、Z向強(qiáng)度、挺度、表面耐磨性、表面拉毛速率和抗壓強(qiáng)度等,但一般不能增加撕裂度。紙張增干強(qiáng)劑能否起到增強(qiáng)作用,有兩個問題是至關(guān)重要的,即它在纖維上的吸附和與纖維產(chǎn)生的氫鍵結(jié)合。
增干強(qiáng)劑除了增強(qiáng)作用外,還可以增加細(xì)小纖維保留率和改善干燥效率,這常常是決定應(yīng)用干強(qiáng)樹脂的一個重要因素??梢灶A(yù)料,由于劣質(zhì)紙漿和二次纖維的大量利用,今后干強(qiáng)樹脂的使用將會日益增多。