造纸行业重要的过程助剂——助留助滤剂

助留助滤剂作为造纸行业重要的过程助剂，其种类繁多、作用形式多样、影响运行明显，是纸机生产稳定的关键因素之一，因此我们有必要对助留助滤化学品有一个客观的认识。

重点指标

由于当前常用的大部分助留助滤剂为合成高分子化学品（当然也有诸如膨润土、硅溶胶等不属于此类），因此以下介绍主要针对合成高分子类助留助滤剂。

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分子结构

主要分为直链、支链和交联三种。分子结构部分决定了化学品的反应特性，如CPAM更多属于直链分子，其作用方式主要是通过长链分子进行捆绑架桥；而阳离子淀粉、PEI和有机微聚物通常含有支链和交联结构，它们能够形成网状从而加强对填料、细小纤维、化学药品等物质的接触。

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聚合度-DP

聚合度指聚合物分子链中连续出现的重复单(或称链节)的次数。对于助留助滤化学品来说，聚合度通常意味着-(CH2CH2)-  的数量。

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电荷类型

电荷类型主要分为阳离子型、阴离子型和非离子型三种。为常见的助留助滤系统为二的阳离子型助留剂+阴离子型助滤剂系统。（当然也有一些比较非主流得使用方法，如前面加入阴离子聚丙烯酰胺，后面加入大量阳电荷物质进行补丁）。

文化纸常用阳+阴，包装纸常用阳+阳，白板纸常用阳+微或阳+低分子量阳。

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电荷密度及离子度

离子度是化学品生产过程中使用的概念，然而即便离子度数值正常，也不代表着实际使用上化学品没有问题。离子度更多是配料中含电荷部分与不含电荷部分的比值，单位为%。然而这些含电荷单体是否接枝上去了，单纯通过离子度是无法衡量的，有时候（一些低档化学品）更多单体并未被接枝，而是在后段水解失效影响助留剂使用效果。因此对于造纸厂的使用上真正有效得应该是电荷密度。电荷密度（charge density），单位为meq/g，能够真正表征化学品表面的真实电荷情况。

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分子量

对于直链分子来说，分子量越大意味着链长越长，其保留能力越强；对于支链和交联来说，虽然分子量越大不能代表分子长度，但是同样也意味着更大的网状结构，因此也能够提高对细小纤维、填料等物质得保留能力。这里需要注意的是单纯看分子量时没有意义的，例如一些助滤产品的分子量已经上亿（上亿得分子量大多是表征分子量，不能理解为正常得分子量概念），但由于其丰富的网状结构形成的更像是一种丝状球体，更适合用于助滤而非助留。

常用助留助滤剂品种

首先助留助滤剂并不能彻底地被区分为两种药品，而是互有交集，相互作用。如果非要细分则可以浆助留助滤剂分为三种主要功效（高聚物、定着剂、助滤剂）

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高聚物

高聚物一般当做助留剂用于筛前，主要目的是通过补丁、架桥、捆绑和电中和原理将纤维和其他物质捆绑固定在一起，初步形成分子键级别的绑定效果。

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定着剂

定着剂一般具有阳电荷密度高、稳定性好及抗盐性强的特点, 但其相对分子质量相对较低, 一般用作湿部系统的阴离子干扰物控制剂，辅助高聚物进行更好得助留作用。

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微粒子

微粒子一般用在筛后，当高聚物被压力筛打碎、切断后，利用微粒子重新将高聚物和携带物质（纤维、细小纤维、填料、其他化学品等）再形成“微聚团”，在不严重影响匀度得基础上，无数“微聚团”创造了更多的有效滤水通道，从而获得良好的滤水效果。

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常见助留助滤产品

- 阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM)-高聚物

- 阳离子淀粉-高聚物/定着剂

- 聚胺 (PA)-定着剂

- 聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）-定着剂

- 聚乙烯亚胺 (PEI)-定着剂

- 硅溶胶 (Silica)-微粒子

- 膨润土 (Bentonite)-微粒子

- 有机微聚物 (micropolymer)-微粒子

助留助滤剂作用机理图示

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电荷补丁机理

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聚合物架桥机理

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物理捆绑机理

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电荷中和机理