硅溶膠在造紙行業(yè)的應(yīng)用廣泛且深入，其核心作用體現(xiàn)在助留助濾、紙張?jiān)鰪?qiáng)、表面性能優(yōu)化、功能性擴(kuò)展及污水處理五大方面。

一、助留助濾：提升原料利用率與脫水效率

• 作用機(jī)制：硅溶膠（通常帶負(fù)電）與陽離子聚合物（如陽離子淀粉、聚丙烯酰胺）形成“陽離子-陰離子”復(fù)合體系。陽離子聚合物先吸附在纖維/填料表面，通過電荷中和和橋聯(lián)作用形成初始絮聚體；后續(xù)加入的硅溶膠在剪切力下分散絮聚體，重新形成更致密、均勻的微絮聚結(jié)構(gòu)，減少細(xì)小物質(zhì)的流失。

• 應(yīng)用效果：

  • 提高留著率：在碳酸鈣加填量達(dá)20%的高加填量紙張中，仍能保持高留著率，減少纖維和填料流失，降低生產(chǎn)成本。
  • 加速脫水：納米級(jí)硅溶膠（粒徑通常為5-50nm）具有極大比表面積，與纖維結(jié)合后形成多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加濾水通道，加快濕紙頁在網(wǎng)部的脫水速度，適應(yīng)車速1500m/min以上的高速紙機(jī)生產(chǎn)需求。
  • 改善紙頁均勻性：微絮聚體分布均勻，減少局部脫水差異，避免針孔或透光點(diǎn)等紙病。

二、紙張?jiān)鰪?qiáng)：提升物理性能與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

• 作用機(jī)制：硅溶膠與纖維素形成化學(xué)鍵合，增強(qiáng)纖維間結(jié)合力，同時(shí)填充纖維間隙，使紙張結(jié)構(gòu)更緊密。

• 應(yīng)用效果：

  • 提高抗張強(qiáng)度、耐破度和撕裂度：纖維和填料的高留著率使紙張結(jié)構(gòu)更緊密，物理強(qiáng)度顯著提升。
  • 減少掉毛掉粉：表面性能優(yōu)化，提高紙張平滑度與印刷適性。

三、表面性能優(yōu)化：提升印刷效果與使用體驗(yàn)

• 作用機(jī)制：硅溶膠與其他涂布材料混合，使用涂布機(jī)將涂布液均勻涂覆在紙張表面，形成均勻、光滑的涂層。

• 應(yīng)用效果：

  • 提高光澤度：涂布層使紙張表面更光滑，反射光線更均勻，提升光澤度。
  • 改善印刷效果：使印刷品的色彩更加鮮艷和均勻，提高印刷質(zhì)量。

四、功能性擴(kuò)展：滿足多樣化需求

• 防滑與脫墨：

  • 防滑處理：硅溶膠處理后的牛皮紙、瓦楞紙表面摩擦系數(shù)從0.3提升至0.6，減少運(yùn)輸和堆存中的滑動(dòng)，提高紙品的耐濕性強(qiáng)度。
  • 脫墨處理：硅溶膠用于紙張脫墨處理，有效降低紙張表面的油墨殘留，提高紙張的再利用性，脫墨后油墨殘留減少50%。

• 特殊性能賦予：

  • 防火性能：硅溶膠處理后的紙張阻燃性提升，氧指數(shù)從20%提升至32%。
  • 抗菌性能：硅溶膠與抗菌劑復(fù)配，使紙張對(duì)大腸桿菌的抑制率超過99%。

五、污水處理：實(shí)現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益雙贏

• 作用機(jī)制：硅溶膠作為絮凝劑，通過混凝和沉降過程，有效聚集并沉降污水中的細(xì)小顆粒和雜質(zhì)，形成易處理的沉淀物。

• 應(yīng)用效果：

  • 降低污染物含量：顯著降低污水中的懸浮物負(fù)荷，減少污染物含量。
  • 減少廢水處理難度：硅溶膠無毒且易生物降解，相比傳統(tǒng)有機(jī)助劑，降低廢水處理難度。
  • 節(jié)約水耗：高助留率減少白水循環(huán)負(fù)荷，節(jié)約水耗，某紙廠應(yīng)用后噸紙水耗降低30%，廢水COD減少25%，年節(jié)約成本超120萬元。