聚丙烯酰胺作為紙張增干增強劑是可明顯提高紙的耐破度、耐折度、抗張強度等物理性能的抄造工藝用助劑。使用增干強劑可以得到許多好處:在保持強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;當以強度差、價格低的紙漿代用時,可保持成品紙張的強度性能;它既能夠增加干強度,又并不相應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;可以得到特殊的強度性能的紙張,尤其在增加內(nèi)部結合強度方面的效果特別顯著。提高紙張強度可通過增加打漿度達到,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,要保持緊度等指標相對穩(wěn)定又要提高強度,添加增干強劑是一個好方法。
紙張增干強劑作用機理為:(1)加入增干強劑后,這些高分子含有的各種活性基團可以和纖維上的羥基產(chǎn)生強的分子間相互作用及氫鍵結合。聚丙烯酰胺是**廣泛使用的增干強劑。在紙機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合,增加氫鍵結合區(qū)域,因而,能顯著地提高紙張的結合強度。(2)一些含有陰離子基團的增干強劑可以通過Al3+等和纖維形成配位鍵結合。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,物理纏結和吸附能夠起到某種補強作用。(3)增干強劑往往也是纖維的高效分散劑,能使?jié){中纖維分布更均勻,導致纖維間及纖維與高分子間結合點增加,從而提高干強度。可見,增干強劑的加入增加了紙中纖維間的結合力,因而提高了以結合力為主的強度指標,如裂斷伸長率、耐折度、Z向強度、挺度、表面耐磨性、表面拉毛速率和抗壓強度等,但一般不能增加撕裂度。紙張增干強劑能否起到增強作用,有兩個問題是至關重要的,即它在纖維上的吸附和與纖維產(chǎn)生的氫鍵結合。
增干強劑除了增強作用外,還可以增加細小纖維保留率和改善干燥效率,這常常是決定應用干強樹脂的一個重要因素??梢灶A料,由于劣質紙漿和二次纖維的大量利用,今后干強樹脂的使用將會日益增多。