作者：徐宏
文化用纸抄造往往在中碱性条件下进行，这种环境下一般采用烷基烯酮二聚体( AKD)或烯基琥珀酸酐( ASA)进行施胶，其中，AKD在国内应用更加广泛。与AKD施胶相比，ASA施胶需要现场乳化，一次性投资较大，同时，ASA易水解，工艺控制要求高，制约了ASA的推广应用。但ASA比AKD施胶速度更快、pH值适用范围更广、施胶成本更低，在控制假施胶方面，也有着AKD无可比拟的优势。岳阳纸业股份有限公司（以下简称岳纸）9#纸机是5280 mm文化纸机，设计车速1400 m/min，该机台于2009年投产后，一度出现AKD施胶剂用量过大、且经常伴有严重的假施胶问题，对生产及产品质量控制造成影响。为解决这些问题，从2012年7月开始，岳纸9#纸机采用ASA替代AKD进行浆内施胶，获得了良好效果。本文结合岳纸9#纸机ASA实际使用情况，就ASA施胶的工艺过程控制进行介绍，以供同行参考。
1 ASA的乳化工艺控制
1.1乳化流程
ASA乳化在生产现场进行，乳化剂采用阳离子淀粉，乳化设备为高剪切涡轮泵，经过糊化的淀粉，使用柠檬酸酸化至pH值4.0~4.5，进入冷却器，温度冷却至40℃左右，与ASA混合，并进入乳化泵，在乳化泵的高剪切作用下进行ASA乳化，见图1。
1.2淀粉质量控制
1. 2.1 品种选择
与玉米淀粉相比，木薯淀粉作为乳化剂时，ASA乳化颗粒粒径分布更优，施胶效果也更佳，玉米淀粉和木薯淀粉对ASA施胶效果影响见图2。
1.2.2浓度控制
淀粉浓度过大时，黏度过高，ASA乳化粒径偏大，在纤维表面吸附不均匀，施胶效果不好。淀粉浓度过低，ASA乳化不彻底，ASA颗粒不稳定，水解加剧，容易出现胶黏物问题ASA乳化颗粒平均粒径要求控制在0.8~1.2um，且小于2um的含量不超过90 010。表1所示为淀粉浓度对ASA乳液质量的影响。ASA乳液存放时间分别为10、20、30 min的情况下，检测ASA乳化颗粒粒径，粒径变化越大，越不稳定。从实际生产来看，淀粉与ASA质量比控制在3:1，淀粉浓度控制在2.5%左右比较合适（不同纸机会有所不同）。
1.3 ASA乳化温度及pH值控制
ASA水解后不再有施胶作用，且随着水解产物在系统中的富集还会给生产带来很大的影响[1]。酸性情况下，ASA更稳定，现场乳化的ASA乳液pH值≤3为好。乳化淀粉在使用前，需要利用柠檬酸将pH值控制在4.0~4.5，以减少ASA的水解。
实际生产中，尤其要注意柠檬酸与淀粉量的匹配，保持pH值稳定。最好使用螺杆泵，以稳定淀粉流量，减少对淀粉分子链的剪切，改善乳化效果。
ASA的水解速度随着温度的升高而升高，糊化好的淀粉，温度在800C以上，需要经过冷却器冷却后再使用，夏季温度高，尤其要注意控制好冷却水的水温。
2上网浆料及抄造工艺对ASA施胶的影响
2.1温度和pH值
为减少ASA的水解，不仅要控制乳化温度，还要控制上网系统温度。实际生产中，上网浆料温度基本保持在40~ 480C之间，在此温度范围内，ASA施胶效果受上网浆料温度变化影响较小。
上网浆料pH值升高可以增加纤维的润胀，使纤维暴露出更多的羟基参与反应，可促进ASA的熟化，但同时也会使ASA水解速度加快。pH值过低时，ASA反应活性较低，熟化难度加大，容易造成用量上升[2] 。实际生产中，一般上网浆料pH值控制在7.5~8.5比较合理。图3所示为生产全木浆胶版印刷纸pH值对ASA施胶的影响。其中，检测系号1~8号（每隔th实时取样检测1次）对应ASA用量平均为1.1 kg/t纸，检测系号9N16号（每隔1 h实时取样检测1次）对应ASA用量平均为1.5 kg/t纸，当上网浆料pH值超过8.6，ASA用量上升，施胶效果下降，这是由于pH值过高时，ASA水解加剧造成的。
2.2 网部留着及阳离子需求量
由于细小纤维、填料等更容易吸附施胶剂，当网部留着变差时，ASA随细小组分进入白水系统，造成ASA在系统滞留时间延长，水解加剧。一方面会降低ASA施胶效果，同时，还会引起ASA的水解胶黏物问题。图4所示为生产全木浆胶版印刷纸、Cobb值控制范围24~26g/m2时网部留着率对ASA用量的影响。由图4可以看出，当网部留着率低时，ASA用量上升。
当浆料中阴离子垃圾过多，留着较差时，就容易出现ASA用量过大，甚至出现Cobb值不受控的问题。同时，ASA用量过大，会造成ASA水解胶黏物沉积在流浆箱、成形网、压榨传送带，造成纸洞、断纸等。表2数据反映了生产轻型纸过程中上网浆料阳离子需求量对ASA施胶的影响情况，当浆料阳离子需求量(CD)增加时（洁净程度变差），ASA用量及纸张Cobb值均明显上升。
2.3浆料配比及生产纸种
文化用纸品种多样，以漂白化学浆为主生产的胶版印刷纸，浆料系统比较洁净，木素含量低，一般采用ASA施胶；以机械浆为主生产的轻型纸，木素含量高，不易施胶，且系统阴离子垃圾相对较高，所以不适合采用ASA施胶，仍使用AKD施胶。
实际生产中，当ASA用量在1.2 kg/t纸以内时，随着ASA用量增加，施胶效果提升较快，而当用量达到1.5 kg/t纸时，进一步提高ASA用量，施胶效果提升不太明显，伴随而来的往往是水解胶黏物问题。对于Cobb值要求达到20g/m2以下的纸种，ASA用量要达到2.0 kg/t纸，水解问题会比较严重，施胶成本高。因此，对于抗水性要求很高的纸种，使用AKD施胶，更有利于生产抄造的稳定性。
2.4浆料打浆度
提高浆料打浆度，可改善纤维分丝帚化，使纤维比表面积增加，暴露出更多的羟基，纤维对施胶剂的吸附增强，可有效提高ASA施胶效果。图5所示为胶版印刷纸生产中，Cobb值控制范围24~26g/m2时，阔叶木化学浆打浆度对ASA施胶效果的影响。由图5可以看出，当打浆度为420SR时，ASA用量只需1.0 kg/t纸，而当打浆度为250SR时，ASA用量为1.5 kg/t纸。
2.5加填工艺
填料比表面积大，容易吸附ASA，但填料留着较差，ASA随填料进入白水后容易产生水解胶黏物问题。图6所示为不同粒径轻质碳酸钙( PCC)对ASA施胶的影响。生产中，PCC的中位粒径控制在2.6～2.8ym比较合适。
不同于PCC的多孔结构，重质碳酸钙(GCC) 对胶料的吸附不如PCC强烈，采用GCC加填或采用GCC与PCC混合加填有利于改善ASA施胶。而GCC 级别以50~ 60级比较合适，60级以上GCC粒径过小，网部留着较差，不利于ASA施胶；而50级以下GCC对网子磨损大，对纸张表面强度影响也较大。
2.6 ASA的熟化
ASA施胶在纸机上熟化，一般情况下，前干燥至少10个烘缸的缸面温度需要保持在98~1100C之间，以完成大部分熟化过程（90%以上），减少表面施胶胶料向纸幅中迁移，保证更多的胶料留在纸幅表面，提高湿纸强度，改善纸张表面强度。
当干燥部温度不够时，ASA熟化不充分，造成ASA用量过大的问题。这是生产抄造中需要注意的问题。
2.7 ASA水解沉积物问题
影响ASA应用的关键因素是水解。ASA比AKD反应活性高，水解也更快，造纸系统中钙、镁离子与ASA的水解物形成憎水性盐黏状沉淀物黏附在管壁、流浆箱、成形网及毛布上，尤其黏附在压榨传送带上，造成纸洞、断纸等问题。
(1)浆内添加用量1—3 kg/t纸的聚合氯化铝( PAC)或硫酸铝，Al3+可明显提高ASA留着率[3]．其中硫酸铝在中碱性条件下容易形成Al( OH)，沉淀，正电性较弱，而PAC在中、碱性条件下仍能保持较高的正电性，从而对减少ASA水解的作用更大。
(2)清水中，钙、镁离子含量过高，容易造成ASA水解沉积物问题。
(3)单一的PAM助留或传统的皂土（无机微粒）加PAM微粒助留难以达到较好的网部填料留着率，选择有利于填料留着的有机微粒助留体系更有利于改善ASA施胶效果。
(4)由于ASA易水解，应尽可能地缩短乳化后ASA的存放时间，其加入点应尽可能靠近流浆箱。
(5)加强网子、毛布、传送带的在线清洗，必要时可使用保洁剂。
2.8 ASA施胶退化
使用AKD施胶时，在纸面pH值较高情况下，可能会产生假施胶现象。产生假施胶的主要原因，与采用PCC填料中的残余Ca0过高的关系较大。残余Ca0过高时，纸面pH值也会相对较高。表3所示为纸面pH值在9.0以上时，采用AKD与ASA的施胶
退化（假施胶）情况对比。实际上，采用AKD施胶，当纸面pH值达到9.0以上，施胶退化相当严重；而采用ASA施胶，并未产生这一问题。
3结语
烯基琥珀酸酐( ASA)作为一种高效施胶剂，已在岳阳纸业股份有限公司9#纸机应用多年。与AKD施胶相比，ASA施胶速度、pH值适用范围等方面优势得以充分体现，且在控制假施胶方面也有优势。从使用工艺上看，ASA施胶主要是如何维持其施胶稳定性，减少水解产物对生产及产品质量的影响。目前，国内ASA施胶主要用在以化学木浆为主的文化用纸生产中，随着ASA施胶剂的制备、乳化及使用工艺的不断完善，ASA在国内文化用纸生产中的应用会越来越广泛。
摘要：
结合烯基琥珀酸酐(ASA)在岳阳纸业股份有限公司9#纸机上的应用实例，就ASA现场乳化、施胶稳定性及控制水解等方面进行了深入探讨，并就ASA替代AKD施胶，在控制假施胶方面进行比较。
