一、制備工藝流程
原料預(yù)處理
松香處理:將天然松香或改性松香破碎成小塊,便于后續(xù)熔化和反應(yīng)。
熔化:在反應(yīng)釜中加熱至120~150℃,使松香完全熔化成液態(tài)。
化學(xué)改性
皂化反應(yīng):加入堿性物質(zhì)(如NaOH、Na?CO?或KOH),在高溫(130~160℃)下進(jìn)行皂化反應(yīng),生成松香皂(松香酸鈉/鉀)。反應(yīng)式示例:
松香酸+NaOH→松香酸鈉+H2O松香酸+NaOH→松香酸鈉+H2O改性劑添加(可選):加入馬來酸酐、丙烯酸等改性劑,改善松香的耐水性和穩(wěn)定性。
乳化過程
稀釋與分散:向皂化后的松香中加入熱水(60~80℃),稀釋至一定濃度。
乳化劑加入:加入表面活性劑(如十二烷基硫酸鈉、OP-10)或保護(hù)膠體(如羧甲基纖維素),促進(jìn)乳化。
機(jī)械乳化:通過高速攪拌(1000~3000 rpm)或高壓均質(zhì)機(jī)(10~50 MPa)將混合物乳化成細(xì)小顆粒的穩(wěn)定乳液。
pH調(diào)節(jié)與穩(wěn)定化
加入酸(如硫酸)或堿調(diào)節(jié)pH至目標(biāo)范圍(酸性松香膠pH 4~5,中性松香膠pH 6~8)。
添加穩(wěn)定劑(如聚乙烯醇)以提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
冷卻與過濾
將乳液冷卻至室溫,過濾去除雜質(zhì),得到均勻的松香膠乳液。
包裝與儲(chǔ)存
密封包裝,避免高溫或冷凍保存。
二、關(guān)鍵步驟及影響因素
皂化反應(yīng)控制
堿用量:需計(jì)算堿與松香的摩爾比(通常為1:1~1.2),過量會(huì)導(dǎo)致膠液黏度升高。
溫度與時(shí)間:溫度過高可能導(dǎo)致松香分解,時(shí)間不足則皂化不完全。
乳化工藝優(yōu)化
乳化劑選擇:需匹配松香極性,非離子型乳化劑(如Tween系列)常用于提高穩(wěn)定性。
剪切力強(qiáng)度:均質(zhì)機(jī)的壓力和時(shí)間直接影響乳液粒徑(通常需<1 μm)。
pH調(diào)節(jié)
酸性條件下易形成松香顆粒,中性條件需配合陽離子助劑(如AKD)使用。
穩(wěn)定性保障
添加抗氧劑(如BHT)防止松香氧化變質(zhì)。
控制固含量(通常10%~40%)和電解質(zhì)濃度以避免破乳。
三、松香膠類型差異
酸性松香膠:傳統(tǒng)工藝,需在酸性造紙環(huán)境中使用。
中性/堿性松香膠:通過改性(如馬來松香)適應(yīng)中性造紙,需與硫酸鋁協(xié)同使用。
陽離子松香膠:引入季銨鹽基團(tuán),可直接吸附于纖維表面,減少明礬用量。
四、質(zhì)量控制指標(biāo)
固含量、pH值、粒徑分布(D90 < 2 μm)、粘度、穩(wěn)定性(靜置7天無分層)。
通過以上工藝,松香膠可有效提高紙張抗水性,其制備核心在于化學(xué)改性與乳化技術(shù)的控制。