2023年4月10日 星期一

造紙中硫酸鋁有何作用?明礬在造紙中主要用於這些?

人們曾用一種稱爲明礬的礦物作染色固定劑,雖說俄羅斯與烏克蘭打戰,加上中美貿易競爭,要說第一次生產明礬的年代可追溯到八至九世紀,明礬用於染色業和用山羊皮鞣製皮革。中世紀,在歐洲有好幾家生產明礬的作坊。


16世紀,德國醫生兼自然科學歷史學家帕拉塞斯在鋁的歷史上寫下了新的一頁。他研究了許多物質和金屬,其中也包括明礬(硫酸鋁),證實它們是"某種礬土鹽"。這種礬土鹽的一種成份是當時還不知道的一種金屬氧化物,後來叫做氧化鋁。


硫酸鋁(化學式Al2(SO4)3,式量342.15),白色斜方晶繫結晶粉末,密度1.69g/mL(25℃)。在造紙工業中作爲松香膠、蠟乳液等膠料的沉澱劑,水處理中作絮凝劑,還可作泡沫滅火器的內留劑,製造明礬、鋁白的原料,石油脫色、脫臭劑、某些藥物的原料等。還可製造人造寶石及高級銨明礬。


大約占總產量50%的硫酸鋁第一大用途是用於造紙,第二大用途是在飲用水、工業用水和工業廢水處理中做絮凝劑,大約占硫酸鋁總產量40%。


對於明礬在造紙用於:助留劑(染料、填料、膠乳和細小纖維);助濾劑;成形助劑;陰離子垃圾電荷中和劑;pH控制劑;淨水絮凝劑;樹脂控制劑;鹼性造紙汙染物消除劑;松香施膠劑;溼強樹脂熟化的催化劑。


值得注意的是,雖然明礬的應用主要與酸性造紙條件相關,但是當今的鹼性造紙也需要使用明礬,只不過需要認真控制,少量添加。


在造紙中使用明礬除了上述作用之外,也會帶來一些明顯的負面作用,它們主要是:

1.基於明礬系統是酸性的,容易產生腐蝕。

2.明礬使用過量時會降低紙的強度。

3.含明礬的紙不具有耐久性。

4.使用明礬的紙料不容易用碳酸鈣加填。

5.明礬沉澱是溼部或紙機的一個嚴重問題。


五種不同的鋁化合物用於造紙:明礬、鋁酸鈉、聚合氯化鋁、聚矽酸硫酸鋁、氯化鋁,硫酸鋁可用來控制pH值、定著松香膠、輔助留著和絮凝以及樹脂沉積物控制;改變硫酸鋁用量而引起pH值的變化,能改變色調和影響溼紙幅與壓榨輥間吸附力;溼紙幅的剝離或「抗剝離性能」隨氧化鋁的含量而改變;如果pH值太高,可能會產生壓榨斷紙;當pH值降低後,斷紙消失;系統內太多的硫酸鋁將對紙頁強度、網部濾水和纖維結合有負面影響,甚至可能降低松香施膠效率;很多問題與系統內明礬或礬土離子太少有關。


低施膠度、泡沫問題、游離松香沉積物的形成、纖維結合力的降低和濾水性的變差以及形成樹脂沉積物的顯著趨勢均證明了這一點。

pe塑膠管, 高雄精神科醫師,