在许多造纸化学品中,纸张表面增强剂是非常重要的。纸张的表面强度直接关系到造纸机的速度、纸张的应用性能和纸张的贮存寿命。纸张表面强化剂(纸张挺硬剂)的开发和应用是造纸化学品中广泛关注的应用领域。
改性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)是现在常用的纸张表面增强剂。改性淀粉是目前应用最广泛的增强剂,具有成本低、使用方便、天然高分子无污染等优点。
PVA虽然具有良好的成膜能力和较强的粘结力,但耐水性差。配合改性淀粉上浆后纸张的上浆度没有提高,且纸张的光泽度较低。此外,由于其价格昂贵,目前在中国使用较少。
CMC虽然具有良好的成膜性能,但在造纸工业中的应用也受到耐水性差、纸张上浆度没有提高的影响。
目前所用的纸张表面增强器均为高分子材料。研究发现,将某些无机化合物,特别是含稀土材料与改性淀粉一起使用,可大大提高纸张的表面强度。试验结果表明,增幅大于30%~50%。
目前,关于无机纸张表面增强剂的研究还未见报道。这些无机材料无毒、无放射性、生产过程中不存在三废,并且具有良好的耐水性。此外,这种增强剂的成本较低,由于这种材料也是粉末,所以可以添加到淀粉的生产中。它可以提高纸张的表面强度和淀粉的价格,具有很强的市场竞争力。
变性淀粉是目前应用最广泛的造纸化学品之一,2010年之后我国变性淀粉产量高达到100多万吨以上。因此,将改性淀粉为载体具有很大的优势。