聚丙烯酰胺是造纸工业中应用最早、最 广泛的造纸助剂之一，聚丙烯酰胺在造纸工业中的应用,现已被称为标准的 造纸助剂”。它是水溶性高分子化合物，因其 双键及酰胺基的化学性质非常活泼，可进行 一系列化学反应，由于制备时的原料及反应 条件的不同，可制得不同官能团、不同分子 量和不同功能的聚丙烯酰胺系列产品。按官 能团分为阴离子型、阳离子型、非离子型和 两性PAM;按聚合度大小分为高分子量 PAM、中分子量PAM及低分子量PAM;在用 途上可作为助留剂、增强剂、助滤剂和分散 剂等。下面就其不同用途进行简单的介绍。

1 PAM作助留剂

对于聚丙烯酰胺的助留机理，大量实验 表明，聚丙烯酰胺在造纸工业中的应用,以高分子量阴离子型PAM作为助留 剂主要是桥联”吸附，即高聚物分子链吸附 在不同对象如填料、细小纤维、明矾等）间 发生桥联，只要高聚物分子链足够长，跨距 大于离子间有效排斥距离，在很低的浓度 下，就可有效地促进絮聚达到助留作用。对 阴离子型PAM &PAM)的留着率主要影响因 素有：聚合物的分子量、聚合物的链结构、聚 合物的水解度羧基含量）及硫酸铝存在与 否及其用量。对于分子量的影响，有人研宄 分子量的高低对于不同浆种而言会有所不 同，例如对于蔗渣浆分子量300 -600万左 右时助留效果很好，而对于木浆700 -800 万时助留效果好。[1]在造纸工业中合理地使 用PAM可以获得以下效果：

①提高细小纤维和填料的留着率，这表 现在灰分的提高和定量的增加。

②降低网下白水浓度，加速白水沉降速 度，提高白水回收设备效率。

③改善了纸料滤水性能，从网上水线位 置的移动看，增加了脱水速度，从而提高了 车速及离开网部纸页的干度,节约了蒸汽。

④随着阴离子聚丙烯酰胺加入量的增 大，成纸强度影响不大，但成纸匀度逐渐变 差。

有人研宄，在车速80m/min、上网約 0. 6%、成纸灰分为20%时，用PAM助留可

达到80%首程留着率和50%灰分首程留着 率。[2]通过表1可以看出，加入阴离子聚丙烯 酰胺后的较好助留效果。[3]

2 PAM作增强剂

近年来，水溶性高分子聚丙烯酰胺作为 增强剂受到重视，既可作增干强剂，又可作 增湿强剂。作为增干强剂，适用于食品包装 

表1阴离子聚丙烯酰胺的助留效果

网前箱

浓度

(%)网下白水

浓度（％)单程留着

率(％ )网前箱内 1000ml 浆

灰分重量 (g)1000ml

网下白水 灰分重量 (g)填料单程 留着率 {%)成纸灰

分(％)

未加助留剂0.850.3954.122.2011.94111.8112.39

加入35s/l折合加0.078kg/t纸0.830.3656.632.1121.71518.8017.87

加人28s/l折合加0.097kg/t纸0.830.3459.042.146K65422.9318.20

加人22a/l折合加0.124kg/t纸0.820.3359.762.1111.60923.7819.54

 

纸、漂白纸板及面巾纸、卫生纸、挂面纸板 等；作为增湿强剂，适用于海图纸、钞票纸、 照相原纸、广告招贴纸及高级包装纸等。

PAM作为增干强剂，受到分子量分子中 羧基含量和抄纸系统pH值的影响。当分子 量在50 ~ 70万时，羧基含量为10%时抗张 强度、破裂强度及耐折强度最高。[4]而且对 于不同的浆种，分子量的差别会带来增强效 果的差异，例如：对于蔗渣浆分子量为60万 左右的增强效果好，而对于木浆，则300 ~ 600万的增强效果好。有实验表明不同的分 子量对不同浆种的裂断长、耐破度和撕裂指 数等都有影响，结果见表2J5]PAM作为增湿 强剂主要是阳离子聚丙烯酰胺CPAM)，它 具有较高的湿强度和吸收性，抄后纸页有较 高的白度，损纸易回收，抄造时适用的pH值 为4.5 ~7. 5。其作用可以解释为，随着聚丙 烯酰胺分子中的酰胺基与纤维素或半纤维 素分子之间的氢键结合数量的增加，纸张强 度也同时增加，氢键结合越多，增强效果越 好。

国外曾有人研宄用聚丙烯酰胺和其它 

表2 PAM分子量对增强效果的影响

浆种打浆度°SRPAM分子量(万）裂断长增值％耐破指数增值％撕裂指数增值％

蔗6010.2• 23.88*7

渣37.5300 - 600008.2

浆700 ~ 800001.7

木6019.112.70

34.5300 ~ 60025.821.910.8

浆700 〜80020.316,47.6

 

的化学试剂合成来做增强剂，像日本的精工 化学公司开发的由甲基丙烯酰胺、a，p-不饱 和羧酸与甲基丙烯酸羟烷基脂在阳离子淀 粉溶液中进行共聚，加入加拿大标准打浆度 560ml的纸浆中，聚丙烯酰胺在造纸工业中的应用,再加入Al2 §〇4) 3，抄出 74. 3g/m2定量的纸，裂断长为8950m，撕裂 因子为135。[6]

3 PAM作纤维分散剂

纤维分散剂是造纸工业中用来减少纤 维絮聚改进纸料成型的常用添加剂，因此又 称为粗絮凝剂”或悬浮剂”,无论手工抄纸 还是机械抄纸都必须使用纤维分散剂，才能 使纸页组织匀度好。在低打浆度的工业滤 纸、餐巾纸、面巾纸及高档卫生纸等高级纸 中加入聚丙烯酰胺，在提高匀度的同时，还 可使纸质柔软、起皱均匀。一般作为分散剂 的聚丙烯酰胺都是阴离子聚丙烯酰胺 篕PAM),由于它的高羧基含量，不仅可增加 水溶性，而且可使纤维带更多的阴电荷，从 而防止纤维絮聚。此外，由于粘度是影响纤 维分散的主要因素，因此高分子量的APAM 可使溶液有较高的粘度，有利于纤维悬浮。 实践表明，做分散剂的APAM的分子量不应 小于700万，且一般不受加热和高剪切力的 影响，还可以回收后多次使用，对提高长纤 维强度和降低成本都有利。

4PAM作絮凝剂

在我国聚丙烯酰胺及其衍生物约占高 分子絮凝剂总量的85%。其发展有如下特 点：

①向超高分子量和低单体含量发展。由 于药剂分子量大，对水中胶体、悬浮颗粒的 吸附架桥”能力强，故能达到用量少而絮凝 性能好的应用效果。

②阳离子絮凝剂作为龙头产品在加速 发展。

③新一代合成絮凝剂的开发。絮凝剂的 研宄正朝脱出水溶性污染物方向发展。两性 絮凝剂兼有阴、阳离子性集团的特点，适用 于各种不同性质的废水处理，特别是污泥脱 水。

对于低羧基含量、高分子量的阴离子聚 丙烯酰胺和高分子量、弱正电荷的阳离子聚 丙烯酰胺均可作为絮凝剂，此外，经实践发 现两性聚丙烯酰胺具有非常好的絮凝效 果。目前，聚丙烯酰胺用作絮凝剂主要是运 用在造纸工业的废水处理上，其絮凝机理与 悬浮物的种类、表面性质特别是Zeta电位、 粒度、池度和悬浮液的pH值有关。具体为： ①使疏水性胶体颗粒表面的电位下降，颗粒 彼此接触而絮凝。②悬浮粒子被聚丙烯酰胺 吸附桥联而变大，形成大颗粒絮凝而沉降。 ③聚丙烯酰胺可沉淀在水中溶解或水合的 一些粒子型有机化合物。

未经处理的聚丙烯酰胺处于未水解状 态，为非离子性高分子聚合物，聚丙烯酰胺在造纸工业中的应用,因此酰胺基 以水合状态溶解在水中，此时高分子键呈卷 曲状态，一部分酰胺基以-CONH3 +形式存 在，其作用是通过酰胺基与离子表面的氢形 成氢键结合而产生吸附。如果在处理废水时 配合使用硫酸铝一类的阳离子型无机絮凝 剂，可提高絮凝作用，使絮凝颗粒增大。而对 于弱离子型聚丙烯酰胺，与非离子聚丙烯酰 胺相比，沉淀絮凝性能优越，在工业上得到 广泛应用；对于阳离子型聚丙烯酰胺，在水 中溶解时，具有带正电的活性基，从而吸附 带负电的悬浮胶体粒子，中和粒子表面电 荷，消除了粒子间的斥力，产生絮凝；对于两 性聚丙烯酰胺有较高的絮凝效果，用于难以 处理的废水，研宄证明在纸浆中加入0. 25% ~0.5%PAM，能使纸浆沉淀速度增加60 倍，白水中固体含量下降60%，白土等的存 留率为10% ~ 15%，白水悬浮物降至50n 1以下。m

5 PAM用于麦草蒸煮 有资料研究发现，在蒸煮液中加入A- PAM后，浆的得率上升幅度很大，浆的硬度 明显下降，这是由于APAM在高温强碱下， 一部分APAM与纤维单体上的C2或C3基团 发生共聚，APAM吸附部分溶解在碱液中的 半纤维素，从而使浆的得率上升。另一部分 APAM作为亲核试剂进攻木素单体上的a-C 或(3-C，引起a-或(3-芳基醚键的断裂，促进 了脱木素反应。[8]