第五章助留劑和助濾劑5.1概述5.2助留劑5.3助濾劑第五章助留劑和助濾劑5.1概述5.1概述

5.1.1紙料的留著方式5.1.2基本聚集機理5.1.3復合聚集機理5.1概述5.1.1紙料的留著方式5.1.1紙料的留著方式機械截留作用:

(1)抄紙網對纖維的截留作用(2)纖維交織層對細小組分的截留作用5.1.1紙料的留著方式機械截留作用:膠體的聚集作用主要由紙料組分間的膠體作用力引起，常常包含電解質、聚合物的作用。(1)細小組分間的聚集(2)細小組分與纖維間的聚集(3)纖維間的聚集膠體的聚集作用主要由紙料組分間的膠體作用力引起，紙料留著率紙料總留著率：進入卷紙機處的紙頁所含物料量與送到紙機濕部的物料量的比率，簡稱總留著率。紙料單程留著率：離開伏輥的濕紙頁中所含物料量與離開流漿箱的物料量的比率，也稱首程留著率。

紙料留著率紙料總留著率：進入卷紙機處的紙頁所含物料量與送到紙紙料留著率的計算紙料留著率的計算單程留著率的近似計算公式：Ch和Cw分別是流漿箱和白水盤中白水的濃度

單程留著率的近似計算公式：Ch和Cw分別是流漿箱和白水5.1.2基本聚集機理電中和機理補丁機理橋聯機理5.1.2基本聚集機理電中和機理電中和機理

粒子表面雙電層被壓縮，至粒子表面的Zeta電位為零時，則粒子間的靜電斥力消失，粒子間靠分子引力，從而引起紙料的絮聚。

一些低分子量、高陽電荷密度的聚合物如硫酸鋁、聚鋁和聚乙烯亞胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨電中和機理粒子表面雙電層被壓縮，至粒子表面的Zeta第五章-助留劑和助濾備課講稿課件電中和聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性

電中和聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性電中和機理的特點用量范圍很窄，不易操作聚集體致密、不抗剪切，其聚集體稱為“軟絮聚體”，屬凝聚（coagulation)聚集具有可逆性加入地點不重要電中和機理的特點用量范圍很窄，不易操作補丁機理10-100萬的中高電荷密度的陽離子聚合物引起的聚集補丁機理10-100萬的中高電荷密度的陽離子聚合物引起的聚集補丁聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性

補丁聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性補丁機理特點可操作范圍較電中和機理高，并于聚合物在紙料顆粒表面覆蓋率達50％時獲得最好助留效果以電荷的靜電中和為主要聚集作用力形成的致密的“軟絮聚體”，屬凝聚不抗剪切，但具有可逆性加入地點不重要補丁機理特點可操作范圍較電中和機理高，并于聚合物在紙料顆粒表橋聯機理大于100萬的高分子量、中低電荷密度的陽離子聚合物引起的聚集鏈圈鏈尾鏈軌橋聯機理大于100萬的高分子量、中低電荷密度的陽離子聚橋聯機理橋聯機理橋聯聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性

橋聯聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性橋聯機理分子量越高，橋聯作用越強在加入量很低時開始引發紙料間的聚集，至覆蓋率達50％時達到最大絮聚，可操作范圍很寬

聚集體結構松散，抗剪切，稱為“硬絮聚體”不可逆，稱為“絮聚（flocculation)主要造紙助留劑的作用機理

加入地點非常重要：靠近流漿箱橋聯機理分子量越高，橋聯作用越強5.1.3復合聚集機理補丁－橋聯機理陰離子微粒絮聚機理陽離子微粒絮聚機理5.1.3復合聚集機理補丁－橋聯機理對于復合絮聚機理來講，紙料的最后絮聚特性常常與最后加入助劑組分的絮聚特點關系更為密切。對于復合絮聚機理來講，紙料的最后絮聚特性常常與最后加入助劑組（1）補丁－橋聯機理

由低至中分子量、高電荷密度的陽離子聚合物和高分子量、低電荷密度的陰離子聚合物引起的絮聚

（1）補丁－橋聯機理

由低至中分子量、高電荷密度的陽離子聚補丁－橋聯機理特點形成大而松散的絮聚體，抗剪切，絮聚作用非常強引起細小纖維間和纖維間的絮聚，細小纖維的留著主要靠纖維交織層對細小纖維絮聚體的截留作用常引起紙張勻度的惡化

陽離子聚合物加在壓力篩前，陰離子聚合物盡量靠近流漿箱補丁－橋聯機理特點形成大而松散的絮聚體，抗剪切，絮聚作用非常（2）陰離子微粒絮聚機理由高分子、低電荷密度的陽離子聚合物和陰離子的微粒引起的聚集陽離子聚合物加入后引起橋聯絮聚，經歷高剪切作用，纖維間的絮聚破壞，加入陰離子微粒組分：三維納米粒子產生微粒電中和作用；長徑或長厚比很大的微粒產生微粒橋聯作用。（2）陰離子微粒絮聚機理由高分子、低電荷密度的陽離子聚合物和電中和引起紙料絮聚體壓縮失水電中和引起紙料絮聚體壓縮失水微粒橋聯作用微粒橋聯作用（3）陽離子微粒絮聚機理陽離子有機微粒/陰離子聚合物（3）陽離子微粒絮聚機理陽離子有機微粒/陰離子聚合物微粒“補丁”－橋聯機理微粒“補丁”的厚度大于聚合物“補丁”（聚合物“補丁”常以平伏的構型吸附在紙料表面）微粒與紙料組分的電中和作用僅發生在與紙料組分接觸的微粒部分，微粒的其余部分仍帶有很高的正電荷，而聚合物吸附在紙料組分上之后，由于帶有正電荷的大部分分子鏈直接與紙料組分接觸，大部分正電荷都被紙料組分中和掉聚合物“補丁”隨時間的延長會向紙料孔隙內擴散而降低其效用，微粒“補丁”則不會微粒“補丁”－橋聯機理微粒“補丁”的厚度大于聚合物“補丁”（陽離子有機微粒/陽離子聚合物陽離子微粒起位阻劑（blockingagent)的作用陽離子有機微粒/陽離子聚合物陽離子微粒起位阻劑（blocki5.2助留劑5.2.1單元助留體系5.2.2雙聚合物助留體系5.2.3陰離子微粒助留體系5.2.4陽離子微粒助留體系5.2.5PEO/酚醛樹脂助留體系5.2助留劑5.2.1單元助留體系5.2.1單元助留體系助留：提高細小纖維在紙料中的留著率提高紙料間的膠體聚集作用：電中和作用、補丁機理、橋聯機理引起橋聯聚集的聚合物：高分子量、低電荷密度的陽離子聚合物：陽離子或兩性聚丙烯酰胺：0.01～0.1%，一般0.01－0.02％適于低速紙機。5.2.1單元助留體系助留：提高細小纖維在紙料中的留著率5.2.2雙聚合物助留體系（1）硫酸鋁/陰離子聚合物體系

先加入的硫酸鋁以多核聚鋁的形式吸附在紙料表面形成正電荷吸附點，后加入的陰離子聚合物（陰離子聚丙烯酰胺，高分子量、低電荷密度）則在不同的紙料顆粒的正電荷點之間橋聯，引起紙料的絮聚。

屬于補丁－橋聯機理。5.2.2雙聚合物助留體系（1）硫酸鋁/陰離子聚合物體系（2）陽離子聚合物/陰離子聚合物助留體系先加到紙料中的低至中分子量、高電荷密度的陽離子聚合物首先吸附在紙料組分表面，中和其表面局部電荷，形成陽電荷補丁，隨后加入的高分子量的陰離子聚合物在不同顆粒的陽電荷補丁之間橋聯，引起紙料組分的絮聚。

（2）陽離子聚合物/陰離子聚合物助留體系先加到紙補丁－橋聯機理補丁－橋聯機理特點：絮聚體大而松散，一定的抗剪切能力，細小纖維間和纖維間的絮聚，細小纖維的留著主要靠纖維交織層對細小纖維絮聚體的截留作用，易引起紙張勻度的惡化。

特點：絮聚體大而松散，一定的抗剪切能力，細小纖維間和纖常用聚合物陽離子聚合物：聚乙烯亞胺（PEI)、聚胺、陽離子淀粉陰離子聚合物：高分子量低電荷密度的陰離子聚丙烯酰胺常用聚合物陽離子聚合物：聚乙烯亞胺（PEI)、聚胺、陽離子淀（3）陰陽離子復合物助留體系陰陽離子聚合物發生離子配對中和反應，形成復合物。可在更寬的加入量范圍內引起紙料組分的絮聚，且復合物的電荷比例越接近其等電點比例，引起有效絮聚的加入量范圍越寬，頗似絮聚隨聚合物分子量提高時的情況。

（3）陰陽離子復合物助留體系陰陽離子聚

預先將特定的陰離子聚合物和陽離子聚合物混和，形成龐大的陰陽離子復合物，再加到紙料中，陰陽離子復合物在紙料顆粒間產生強烈的架橋作用，引起紙料的絮聚而提高紙料留著率。預先將特定的陰離子聚合物和陽離子聚合物混和強烈架橋作用，易引起細小組分和纖維產生強烈的絮凝而破壞紙頁勻度，應在沖漿泵和壓力篩的入口處加入。與硫酸鋁一起使用，pH5-5.5。兩性PAM增強劑和分支型PAM共聚物增強劑形成的陰陽離子復合物具有分支結構，小而堅固，并能在寬的pH值范圍內保持陽離子性，可在較高pH值下使用。強烈架橋作用，易引起細小組分和纖維產生強烈的絮凝而破壞紙頁勻5.2.3陰離子微粒助留體系?由高分子量、低電荷密度的陽離子聚合物和陰離子微粒組成?經典的微粒助留體系：

陽離子淀粉/膠體二氧化硅CPAM/膨潤土陽離子淀粉/現場合成氫氧化鋁?陰離子有機微聚物助留體系5.2.3陰離子微粒助留體系?由高分子量、低電荷密度的陽(1)膠體二氧化硅類微粒助留體系?Compozil?CompozilPlu?CompozilSelect

(1)膠體二氧化硅類微粒助留體系Compozil陽離子馬鈴薯淀粉

80％支鏈淀粉＋20％直鏈淀粉5nm的離散型膠體二氧化硅

Compozil陽離子馬鈴薯淀粉CompozilCompozilCompozil助留特點Compozil助留特點Compozil助留體系的特點采用含有較多支鏈組分的淀粉，加在壓力篩前陰離子膠體二氧化硅加在流漿箱前細小纖維組分在紙幅中分布均勻將紙料中未吸附的淀粉固著到紙料組分上提高紙料濾水性能和成紙強度，相對改善勻度Compozil助留體系的特點采用含有較多支鏈組分的淀粉，加CompozilPlu線性的高分子量、低電荷密度的陽離子聚丙烯酰胺

結構二氧化硅CompozilPlu線性的高分子量、低電荷密度的陽離子聚CompozilPluCompozilPluCompozilPlu助留特點CPAM加在壓力篩前，經歷高剪切作用結構二氧化硅加在流漿箱前，引起紙料微粒橋聯和電中和重聚助留作用更顯著山東輕工業學院CompozilPlu助留特點CPAM加在壓力篩前，經歷CompozilSelect合成陽離子固著劑

專用陽離子絮凝劑

高度聚集支化的結構二氧化硅

CompozilSelect合成陽離子固著劑CompozilSelect加入地點CompozilSelect加入地點CompozilSelect

助留體系的特點ATC先加入紙漿中，清除體系的陰離子干擾物濃漿中加入特制的陽離子淀粉，提高紙張強度其特制的陽離子聚合物組分對高電導率、高COD和Ca2+體系的適應性更強，經歷高剪切作用后與微粒組分之間的作用更強。高分支結構的納米結構二氧化硅的重聚效率更好體系助留效果更顯著，對含有LWC、SC和瓦楞紙板廢紙或損紙的適應性提高。CompozilSelect助留體系的特點ATC先加入紙（2）蒙脫石類微粒助留體系鈉基蒙脫石類微粒助留體系鋰基蒙脫石類微粒助留體系經處理的改性蒙脫石微粒助留體系（2）蒙脫石類微粒助留體系鈉基蒙脫石類微粒助留體系普通蒙脫石的電荷分布情況

因硅氧四面體中的Si(IV)被Al(III)同象置換，鋁氧（羥基）八面體中的Al(III)被鈣、鎂、鐵等二價離子置換而帶有永久性層面負電荷。普通蒙脫石的電荷分布情況因硅氧四面體中的Si(IV)CPAM/蒙脫石（Hydrocol)高分子量低電荷密度的陽離子聚丙烯酰胺鈉基蒙脫石CPAM/蒙脫石（Hydrocol)高分子量低電荷密度的陽離CPAM/蒙脫石(Hydrocol)助留機理CPAM/蒙脫石(Hydrocol)助留機理(a)未加助劑

(b)加入CPAM

(a)未加助劑(b)加入CPAM(c)加入CPAM后經歷剪切作用(d)最后加入蒙脫石(c)加入CPAM后經歷剪切作用(d)最后加入蒙CPAM/膨潤土助留體系特點CPAM先加在壓力篩前且加入量較高膨潤土盡量靠近流漿箱加入，且需要良好的分散膨潤土一般為鈉基膨潤土，鋰基膨潤土的效果會更好，但成本高提高紙料的留著率和濾水性能，勻度不惡化山東輕工業學院CPAM/膨潤土助留體系特點CPAM先加在壓力篩前且加入量較蒙脫石/(A)PAM(Organopol)鈉基蒙脫石非離子或陰離子聚丙烯酰胺蒙脫石/(A)PAM(Organopol)鈉基蒙脫石鋰基蒙脫石類微粒助留體系陽離子組分鋰基蒙脫石:鋰蒙脫石的八面體層中的二價鎂離子被一價的鋰離子同相置換，形成永久性的層面負電荷

鋰基蒙脫石類微粒助留體系陽離子組分鋰基蒙脫石類微粒助留特點三維均具有納米尺度，既可與CPAM組成微粒助留體系也可與陽離子淀粉組成微粒助留體系所產生的微絮聚體比一般微粒助留體系更致密，含更少的間隙水，尺寸更小、更均一在較低的微粒組分加入量下獲得更高的紙料留著率合成鋰蒙脫石由于顏色較淺，不含鐵，不影響紙張的白度，可用于各種紙張的抄造中鋰基蒙脫石類微粒助留特點三維均具有納米尺度，既可與CPAM組改性蒙脫石微粒助留體系低到中等電荷密度的改性陽離子聚丙烯酰胺乳液“化學控制的絮聚”：利用改性陽離子聚丙烯酰胺乳液控制紙料的絮聚，使紙料直接形成均一致密的紙料絮聚體，而不需要再經過機械剪切作用將先形成的大絮聚體破碎成小絮聚體

經工藝處理的改性蒙脫石微粒，可不經高剪切作用而較為容易地分散成具有較好助留作用的懸浮液

改性蒙脫石微粒助留體系低到中等電荷密度的改性陽離子聚丙烯酰胺（3）氫氧化鋁類微粒助留體系

陽離子淀粉/現場合成氫氧化鋁（Hydrosil)陽離子淀粉/聚鋁聚鋁：聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硅酸硫酸鋁(FIRST-PASS?)（3）氫氧化鋁類微粒助留體系陽離子淀粉/現場合成氫氧化鋁（(4)陰離子有機微聚物助留體系

?CPAM

+硫酸鋁

?Polyflex(有機微聚物，micropolymer)

(4)陰離子有機微聚物助留體系?CPAM+硫酸有機微聚物結構示意圖有機微聚物結構示意圖硫酸鋁/CPAM/陰離子有機微聚物助留機理與一般的無機微粒助留體系相似，但可在較低的加入量下獲得最大助留作用。加入少量的硫酸鋁（0.05-0.25％）或聚合氯化鋁對提高其助留助濾性能起著重要作用。有機微聚物助留體系更適于高加填的紙張。更有利于提高紙張勻度。硫酸鋁/CPAM/陰離子有機微聚物助留機理與一般的無機微粒助5.2.4陽離子微粒助留體系微粒組分：纖維狀合成勃姆石α-AlO(OH)

聚合物組分：CPAM5.2.4陽離子微粒助留體系微粒組分：纖維狀合成勃勃姆石的形態特征一種棒狀的晶體，晶體本身較脆，分散于水中時不會像蒙脫石那樣發生潤脹。造紙所用微粒勃姆石實際上是其表面含有相當量乙酸鹽的乙酸勃姆石膠體，酸性條件下帶有正電荷。

勃姆石的形態特征一種棒狀的晶體，晶體本身較脆，分勃姆石微粒/CPAM助留特點助留組分的加入順序并不重要

微粒組分先加時，可大幅度降低聚合物的使用量。主要用于含有大量陰離子干擾物的抄紙體系。勃姆石微粒/CPAM助留特點助留組分的加入順序并不重要5.2.5PEO/酚醛樹脂助留體系聚合物組分：聚氧化乙烯輔助劑（cofactor)：酚醛樹脂

含有足夠帶電荷基團（一般為磺酸基團）和酚型基團的縮合聚合物，改性酚醛樹脂。

5.2.5PEO/酚醛樹脂助留體系聚合物組分：聚氧化乙烯PEO/輔助劑助留機理復合物橋聯助留機理締合引發的聚合物橋聯助留機理PEO/輔助劑助留機理復合物橋聯助留機理復合物橋聯助留機理PEO與一個或多個輔助劑分子首先形成溶解性的初始聚合物復合體

初始復合體發生聚集，形成一種膠體尺寸的膠狀復合體，并逐漸長大膠狀復合體吸附在體系中的膠乳顆粒上粒子間通過膠狀復合體的架橋作用而結合在一起，或與膠狀復合體繼續發生雜凝聚而沉積在纖維上

復合物橋聯助留機理PEO與一個或多個輔助劑分子首先形成溶解性締合引發的聚合物橋聯助留機理（a）柔軟的PEO分子不能發生吸附（b）PEO分子與CF締合而提高挺度后，可在纖維或填料間吸附與橋聯；（c）當CF可將PEO分子聯結到填料或纖維表面時，也可產生橋聯作用。締合引發的聚合物橋聯助留機理（a）柔軟的PEO分子不能發生吸PEO/輔助劑助留特點輔助劑先加，PEO后加，PEO加入點盡量靠近流漿箱作為助留劑使用的聚氧化乙烯分子量一般要在200萬以上，最好達到700萬或更高

未溶解成單分子的PEO纏結物的助留效果更好PEO/輔助劑助留特點輔助劑先加，PEO后加，PEO加入點盡5.3助濾劑

紙料的脫水阻力來自水流過纖維層時水與固形物表面的摩擦作用與固形物的表面積、體積分數和流體的粘度有關凝聚5.3.1單組分助濾劑5.3.2微粒助濾體系

5.3助濾劑紙料的脫水阻力來自水流過纖維層時水與固5.3.1單組分助濾劑將細纖維平伏在纖維表面，降低了水流過纖維表面時的阻力。發生凝聚，將細小纖維固著在纖維表面，減少了細小纖維對纖維間過濾孔隙的阻塞。凝聚體，降低了固形物的總持水量，也使固形物組分的體積分數降低，從而降低了濾水阻力，增加了自由濾水的面積，提高了紙料的濾水性能。

5.3.1單組分助濾劑將細纖維平伏在纖維表面，降低了水流過PEI的助濾作用示意圖

PEI的助濾作用示意圖單組分助濾劑助濾特點鋁鹽和各種高電荷密度、中低分子量的陽離子聚合物，如硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚乙烯亞胺、聚胺等。紙料的濾水性能在紙料表面zeta電位接近于零時得到最大改善。

單組分助濾劑助濾特點鋁鹽和各種高電荷密度、中低分子量的陽離子5.3.2微粒助濾體系

橋聯絮聚高剪切作用

小絮聚體微粒

微粒橋聯、電中和壓縮

細小纖維絮聚體減少對纖維孔隙的堵塞；細小組分與纖維間的結合更加緊密；降低了絮聚體內聚合物鏈段的持水量。

5.3.2微粒助濾體系橋聯絮聚高剪切作用小絮聚體膠體SO2微粒體系的助濾機理示意圖

膠體SO2微粒體系的助濾機理示意圖本章重點紙料的基本聚集機理、特點，復合聚集機理、特點常見助留體系的特點助濾原理和常用助濾體系本章重點紙料的基本聚集機理、特點，復合聚集機理、特點第五章助留劑和助濾劑5.1概述5.2助留劑5.3助濾劑第五章助留劑和助濾劑5.1概述5.1概述

5.1.1紙料的留著方式5.1.2基本聚集機理5.1.3復合聚集機理5.1概述5.1.1紙料的留著方式5.1.1紙料的留著方式機械截留作用:

(1)抄紙網對纖維的截留作用(2)纖維交織層對細小組分的截留作用5.1.1紙料的留著方式機械截留作用:膠體的聚集作用主要由紙料組分間的膠體作用力引起，常常包含電解質、聚合物的作用。(1)細小組分間的聚集(2)細小組分與纖維間的聚集(3)纖維間的聚集膠體的聚集作用主要由紙料組分間的膠體作用力引起，紙料留著率紙料總留著率：進入卷紙機處的紙頁所含物料量與送到紙機濕部的物料量的比率，簡稱總留著率。紙料單程留著率：離開伏輥的濕紙頁中所含物料量與離開流漿箱的物料量的比率，也稱首程留著率。

紙料留著率紙料總留著率：進入卷紙機處的紙頁所含物料量與送到紙紙料留著率的計算紙料留著率的計算單程留著率的近似計算公式：Ch和Cw分別是流漿箱和白水盤中白水的濃度

單程留著率的近似計算公式：Ch和Cw分別是流漿箱和白水5.1.2基本聚集機理電中和機理補丁機理橋聯機理5.1.2基本聚集機理電中和機理電中和機理

粒子表面雙電層被壓縮，至粒子表面的Zeta電位為零時，則粒子間的靜電斥力消失，粒子間靠分子引力，從而引起紙料的絮聚。

一些低分子量、高陽電荷密度的聚合物如硫酸鋁、聚鋁和聚乙烯亞胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨電中和機理粒子表面雙電層被壓縮，至粒子表面的Zeta第五章-助留劑和助濾備課講稿課件電中和聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性

電中和聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性電中和機理的特點用量范圍很窄，不易操作聚集體致密、不抗剪切，其聚集體稱為“軟絮聚體”，屬凝聚（coagulation)聚集具有可逆性加入地點不重要電中和機理的特點用量范圍很窄，不易操作補丁機理10-100萬的中高電荷密度的陽離子聚合物引起的聚集補丁機理10-100萬的中高電荷密度的陽離子聚合物引起的聚集補丁聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性

補丁聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性補丁機理特點可操作范圍較電中和機理高，并于聚合物在紙料顆粒表面覆蓋率達50％時獲得最好助留效果以電荷的靜電中和為主要聚集作用力形成的致密的“軟絮聚體”，屬凝聚不抗剪切，但具有可逆性加入地點不重要補丁機理特點可操作范圍較電中和機理高，并于聚合物在紙料顆粒表橋聯機理大于100萬的高分子量、中低電荷密度的陽離子聚合物引起的聚集鏈圈鏈尾鏈軌橋聯機理大于100萬的高分子量、中低電荷密度的陽離子聚橋聯機理橋聯機理橋聯聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性

橋聯聚合物加入量與紙料聚集程度和表面電性橋聯機理分子量越高，橋聯作用越強在加入量很低時開始引發紙料間的聚集，至覆蓋率達50％時達到最大絮聚，可操作范圍很寬

聚集體結構松散，抗剪切，稱為“硬絮聚體”不可逆，稱為“絮聚（flocculation)主要造紙助留劑的作用機理

加入地點非常重要：靠近流漿箱橋聯機理分子量越高，橋聯作用越強5.1.3復合聚集機理補丁－橋聯機理陰離子微粒絮聚機理陽離子微粒絮聚機理5.1.3復合聚集機理補丁－橋聯機理對于復合絮聚機理來講，紙料的最后絮聚特性常常與最后加入助劑組分的絮聚特點關系更為密切。對于復合絮聚機理來講，紙料的最后絮聚特性常常與最后加入助劑組（1）補丁－橋聯機理

由低至中分子量、高電荷密度的陽離子聚合物和高分子量、低電荷密度的陰離子聚合物引起的絮聚

（1）補丁－橋聯機理

由低至中分子量、高電荷密度的陽離子聚補丁－橋聯機理特點形成大而松散的絮聚體，抗剪切，絮聚作用非常強引起細小纖維間和纖維間的絮聚，細小纖維的留著主要靠纖維交織層對細小纖維絮聚體的截留作用常引起紙張勻度的惡化

陽離子聚合物加在壓力篩前，陰離子聚合物盡量靠近流漿箱補丁－橋聯機理特點形成大而松散的絮聚體，抗剪切，絮聚作用非常（2）陰離子微粒絮聚機理由高分子、低電荷密度的陽離子聚合物和陰離子的微粒引起的聚集陽離子聚合物加入后引起橋聯絮聚，經歷高剪切作用，纖維間的絮聚破壞，加入陰離子微粒組分：三維納米粒子產生微粒電中和作用；長徑或長厚比很大的微粒產生微粒橋聯作用。（2）陰離子微粒絮聚機理由高分子、低電荷密度的陽離子聚合物和電中和引起紙料絮聚體壓縮失水電中和引起紙料絮聚體壓縮失水微粒橋聯作用微粒橋聯作用（3）陽離子微粒絮聚機理陽離子有機微粒/陰離子聚合物（3）陽離子微粒絮聚機理陽離子有機微粒/陰離子聚合物微粒“補丁”－橋聯機理微粒“補丁”的厚度大于聚合物“補丁”（聚合物“補丁”常以平伏的構型吸附在紙料表面）微粒與紙料組分的電中和作用僅發生在與紙料組分接觸的微粒部分，微粒的其余部分仍帶有很高的正電荷，而聚合物吸附在紙料組分上之后，由于帶有正電荷的大部分分子鏈直接與紙料組分接觸，大部分正電荷都被紙料組分中和掉聚合物“補丁”隨時間的延長會向紙料孔隙內擴散而降低其效用，微粒“補丁”則不會微粒“補丁”－橋聯機理微粒“補丁”的厚度大于聚合物“補丁”（陽離子有機微粒/陽離子聚合物陽離子微粒起位阻劑（blockingagent)的作用陽離子有機微粒/陽離子聚合物陽離子微粒起位阻劑（blocki5.2助留劑5.2.1單元助留體系5.2.2雙聚合物助留體系5.2.3陰離子微粒助留體系5.2.4陽離子微粒助留體系5.2.5PEO/酚醛樹脂助留體系5.2助留劑5.2.1單元助留體系5.2.1單元助留體系助留：提高細小纖維在紙料中的留著率提高紙料間的膠體聚集作用：電中和作用、補丁機理、橋聯機理引起橋聯聚集的聚合物：高分子量、低電荷密度的陽離子聚合物：陽離子或兩性聚丙烯酰胺：0.01～0.1%，一般0.01－0.02％適于低速紙機。5.2.1單元助留體系助留：提高細小纖維在紙料中的留著率5.2.2雙聚合物助留體系（1）硫酸鋁/陰離子聚合物體系

先加入的硫酸鋁以多核聚鋁的形式吸附在紙料表面形成正電荷吸附點，后加入的陰離子聚合物（陰離子聚丙烯酰胺，高分子量、低電荷密度）則在不同的紙料顆粒的正電荷點之間橋聯，引起紙料的絮聚。

屬于補丁－橋聯機理。5.2.2雙聚合物助留體系（1）硫酸鋁/陰離子聚合物體系（2）陽離子聚合物/陰離子聚合物助留體系先加到紙料中的低至中分子量、高電荷密度的陽離子聚合物首先吸附在紙料組分表面，中和其表面局部電荷，形成陽電荷補丁，隨后加入的高分子量的陰離子聚合物在不同顆粒的陽電荷補丁之間橋聯，引起紙料組分的絮聚。

（2）陽離子聚合物/陰離子聚合物助留體系先加到紙補丁－橋聯機理補丁－橋聯機理特點：絮聚體大而松散，一定的抗剪切能力，細小纖維間和纖維間的絮聚，細小纖維的留著主要靠纖維交織層對細小纖維絮聚體的截留作用，易引起紙張勻度的惡化。

特點：絮聚體大而松散，一定的抗剪切能力，細小纖維間和纖常用聚合物陽離子聚合物：聚乙烯亞胺（PEI)、聚胺、陽離子淀粉陰離子聚合物：高分子量低電荷密度的陰離子聚丙烯酰胺常用聚合物陽離子聚合物：聚乙烯亞胺（PEI)、聚胺、陽離子淀（3）陰陽離子復合物助留體系陰陽離子聚合物發生離子配對中和反應，形成復合物。可在更寬的加入量范圍內引起紙料組分的絮聚，且復合物的電荷比例越接近其等電點比例，引起有效絮聚的加入量范圍越寬，頗似絮聚隨聚合物分子量提高時的情況。

（3）陰陽離子復合物助留體系陰陽離子聚

預先將特定的陰離子聚合物和陽離子聚合物混和，形成龐大的陰陽離子復合物，再加到紙料中，陰陽離子復合物在紙料顆粒間產生強烈的架橋作用，引起紙料的絮聚而提高紙料留著率。預先將特定的陰離子聚合物和陽離子聚合物混和強烈架橋作用，易引起細小組分和纖維產生強烈的絮凝而破壞紙頁勻度，應在沖漿泵和壓力篩的入口處加入。與硫酸鋁一起使用，pH5-5.5。兩性PAM增強劑和分支型PAM共聚物增強劑形成的陰陽離子復合物具有分支結構，小而堅固，并能在寬的pH值范圍內保持陽離子性，可在較高pH值下使用。強烈架橋作用，易引起細小組分和纖維產生強烈的絮凝而破壞紙頁勻5.2.3陰離子微粒助留體系?由高分子量、低電荷密度的陽離子聚合物和陰離子微粒組成?經典的微粒助留體系：

陽離子淀粉/膠體二氧化硅CPAM/膨潤土陽離子淀粉/現場合成氫氧化鋁?陰離子有機微聚物助留體系5.2.3陰離子微粒助留體系?由高分子量、低電荷密度的陽(1)膠體二氧化硅類微粒助留體系?Compozil?CompozilPlu?CompozilSelect

(1)膠體二氧化硅類微粒助留體系Compozil陽離子馬鈴薯淀粉

80％支鏈淀粉＋20％直鏈淀粉5nm的離散型膠體二氧化硅

Compozil陽離子馬鈴薯淀粉CompozilCompozilCompozil助留特點Compozil助留特點Compozil助留體系的特點采用含有較多支鏈組分的淀粉，加在壓力篩前陰離子膠體二氧化硅加在流漿箱前細小纖維組分在紙幅中分布均勻將紙料中未吸附的淀粉固著到紙料組分上提高紙料濾水性能和成紙強度，相對改善勻度Compozil助留體系的特點采用含有較多支鏈組分的淀粉，加CompozilPlu線性的高分子量、低電荷密度的陽離子聚丙烯酰胺

結構二氧化硅CompozilPlu線性的高分子量、低電荷密度的陽離子聚CompozilPluCompozilPluCompozilPlu助留特點CPAM加在壓力篩前，經歷高剪切作用結構二氧化硅加在流漿箱前，引起紙料微粒橋聯和電中和重聚助留作用更顯著山東輕工業學院CompozilPlu助留特點CPAM加在壓力篩前，經歷CompozilSelect合成陽離子固著劑

專用陽離子絮凝劑

高度聚集支化的結構二氧化硅

CompozilSelect合成陽離子固著劑CompozilSelect加入地點CompozilSelect加入地點CompozilSelect

助留體系的特點ATC先加入紙漿中，清除體系的陰離子干擾物濃漿中加入特制的陽離子淀粉，提高紙張強度其特制的陽離子聚合物組分對高電導率、高COD和Ca2+體系的適應性更強，經歷高剪切作用后與微粒組分之間的作用更強。高分支結構的納米結構二氧化硅的重聚效率更好體系助留效果更顯著，對含有LWC、SC和瓦楞紙板廢紙或損紙的適應性提高。CompozilSelect助留體系的特點ATC先加入紙（2）蒙脫石類微粒助留體系鈉基蒙脫石類微粒助留體系鋰基蒙脫石類微粒助留體系經處理的改性蒙脫石微粒助留體系（2）蒙脫石類微粒助留體系鈉基蒙脫石類微粒助留體系普通蒙脫石的電荷分布情況

因硅氧四面體中的Si(IV)被Al(III)同象置換，鋁氧（羥基）八面體中的Al(III)被鈣、鎂、鐵等二價離子置換而帶有永久性層面負電荷。普通蒙脫石的電荷分布情況因硅氧四面體中的Si(IV)CPAM/蒙脫石（Hydrocol)高分子量低電荷密度的陽離子聚丙烯酰胺鈉基蒙脫石CPAM/蒙脫石（Hydrocol)高分子量低電荷密度的陽離CPAM/蒙脫石(Hydrocol)助留機理CPAM/蒙脫石(Hydrocol)助留機理(a)未加助劑

(b)加入CPAM

(a)未加助劑(b)加入CPAM(c)加入CPAM后經歷剪切作用(d)最后加入蒙脫石(c)加入CPAM后經歷剪切作用(d)最后加入蒙CPAM/膨潤土助留體系特點CPAM先加在壓力篩前且加入量較高膨潤土盡量靠近流漿箱加入，且需要良好的分散膨潤土一般為鈉基膨潤土，鋰基膨潤土的效果會更好，但成本高提高紙料的留著率和濾水性能，勻度不惡化山東輕工業學院CPAM/膨潤土助留體系特點CPAM先加在壓力篩前且加入量較蒙脫石/(A)PAM(Organopol)鈉基蒙脫石非離子或陰離子聚丙烯酰胺蒙脫石/(A)PAM(Organopol)鈉基蒙脫石鋰基蒙脫石類微粒助留體系陽離子組分鋰基蒙脫石:鋰蒙脫石的八面體層中的二價鎂離子被一價的鋰離子同相置換，形成永久性的層面負電荷

鋰基蒙脫石類微粒助留體系陽離子組分鋰基蒙脫石類微粒助留特點三維均具有納米尺度，既可與CPAM組成微粒助留體系也可與陽離子淀粉組成微粒助留體系所產生的微絮聚體比一般微粒助留體系更致密，含更少的間隙水，尺寸更小、更均一在較低的微粒組分加入量下獲得更高的紙料留著率合成鋰蒙脫石由于顏色較淺，不含鐵，不影響紙張的白度，可用于各種紙張的抄造中鋰基蒙脫石類微粒助留特點三維均具有納米尺度，既可與CPAM組改性蒙脫石微粒助留體系低到中等電荷密度的改性陽離子聚丙烯酰胺乳液“化學控制的絮聚”：利用改性陽離子聚丙烯酰胺乳液控制紙料的絮聚，使紙料直接形成均一致密的紙料絮聚體，而不需要再經過機械剪切作用將先形成的大絮聚體破碎成小絮聚體

經工藝處理的改性蒙脫石微粒，可不經高剪切作用而較為容易地分散成具有較好助留作用的懸浮液

改性蒙脫石微粒助留體系低到中等電荷密度的改性陽離子聚丙烯酰胺（3）氫氧化鋁類微粒助留體系

陽離子淀粉/現場合成氫氧化鋁（Hydrosil)陽離子淀粉/聚鋁聚鋁：聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硅酸硫酸鋁(FIRST-PASS?)（3）氫氧化鋁類微粒助留體系陽離子淀粉/現場合成氫氧化鋁（(4)陰離子有機微聚物助留體系

?CPAM

+硫酸鋁

?Polyflex(有機微聚物，micropolymer)

(4)陰離子有機微聚物助留體系?CPAM+硫酸有機微聚物結構示意圖有機微聚物結構示意圖硫酸鋁/CPAM/陰離子有機微聚物助留機理與一般的無機微粒助留體系相似，但可在較低的加入量下獲得最大助留作用。加入少量的硫酸鋁（0.05-0.25％）或聚合氯化鋁對提高其助留助濾性能起著重要作用。有機微聚物助留體系更適于高加填的紙張。更有利于提高紙張勻度。硫酸鋁/CPAM