前些年我曾在刊物上分別介紹過有關(guān)羧甲基 纖維素鈉（CMC)在紙張顏料涂布和造紙助劑紙張機(jī)內(nèi)表面施膠方面的知識(shí)。幾年下來接觸過各種各樣的 用戶，特別是有些用戶想通過在紙機(jī)濕部添加 CMC來提高紙和紙板的質(zhì)量。但他們當(dāng)中有的 由于找不到有關(guān)這方面的資料，往往在具體應(yīng)用 上遇到一些困難，有的即使用了也未能達(dá)到預(yù)期 的效果，因而對(duì)在紙機(jī)濕部添加CMC的作用產(chǎn)生 了疑惑。這次我想理論結(jié)合實(shí)踐從實(shí)用的角度來 談?wù)勔韵聨讉€(gè)問題，供相關(guān)人士參考。
1濕部添加CMC對(duì)紙機(jī)運(yùn)行和紙張質(zhì)量 有那些好處(1) CMC是一種良好的分散劑。經(jīng)溶解成膠 體溶液的CMC加入到紙漿懸浮液中之后非常容 易與紙漿纖維和填料粒子親和，而使本已具有負(fù) 電荷的紙漿纖維和填料粒子的負(fù)電性增加了，根 據(jù)帶有同種電荷粒子相互排斥的原理，紙漿懸浮 液中的纖維和填料便可獲得更均勻的分散。反映 到紙頁成形上，便是改善了紙頁的勻度。同時(shí)改 善勻度也是提高紙張物理強(qiáng)度的途徑之一。
(2)CMC進(jìn)入濕部紙料中后，通過其羧甲基 與纖維上的羥基發(fā)生化學(xué)水合作用，增強(qiáng)了纖維 間的鍵合力，再經(jīng)過紙機(jī)后續(xù)各道抄造工序的物 理加工，纖維間的結(jié)合力便會(huì)獲得大幅度提髙。 其效果將直接反映到紙頁的幾乎所有物理強(qiáng)度指 標(biāo)的提高上。
(3)CMC具有漿內(nèi)施膠功能。它不僅自身能 給紙頁帶來一定的施膠度，而且它是松香膠和 AKD等施膠劑的保護(hù)膠體，可以促進(jìn)它們分散成 極小的粒子均勻地分布到纖維上，延緩AKD的水解速度，降低其水解垃圾污染系統(tǒng)的可能性。
(4)由于CMC極易與細(xì)小纖維及填料粒子 親和，如果能選擇適當(dāng)?shù)年栯x子助劑與之配伍使 用將能獲得顯著的功效協(xié)同效應(yīng)，不僅能提高紙 機(jī)的單程留著率，而且會(huì)相互促進(jìn)提高助劑自身 的留著率，使助劑功效更加顯著。
2哪些紙種適宜在濕部添加CMC從理論上講，所有存在勻度缺陷，物理強(qiáng)度 (如表面強(qiáng)度、裂斷長(zhǎng)、撕裂度、耐折度、耐破度等） 缺陷的紙都可以通過在紙機(jī)濕部添加CMC加以 改善，紙機(jī)單程留著率低下或欲提高在用的某些 昂貴的陽離子助劑(如陽離子型濕強(qiáng)樹脂)的留著 率時(shí)，均可使用CMC。但從我熟悉的用戶群所涉 及的產(chǎn)品來講，主要還是一些特種紙和紙板。如 裝飾紙、地圖紙、證券紙、水松紙、卷煙紙、衛(wèi)生紙、 餐巾紙、制鞋用紙板、過濾紙板和餐飲具的模壓成 型等，也有在新聞紙和膠板紙中用得相當(dāng)成功的 例子。CMC的價(jià)格在造紙化學(xué)品中相對(duì)較高，而 特種紙和紙板的附加值高，使用少量的CMC來提 升其品質(zhì)是十分值得的。而對(duì)于那些大路貨產(chǎn)品 是否值得采用，那就需要先權(quán)衡利弊再行決定。
3如何選擇適合你使用的CMC規(guī)格型號(hào)為了獲得良好的應(yīng)用效果，濕部添加用的 CMC應(yīng)予選擇的第一指標(biāo)當(dāng)然是取代度^ —般 造紙用CMC的取代度控制在0.40 ~ 0.90之間。 取代度越高，其取代均勻性相對(duì)會(huì)好些，溶解性也 會(huì)好些，但其負(fù)電荷攜帶得更多。高取代度的產(chǎn) 品多用作分散劑，懸浮劑;用到紙張涂布上作涂料 保水劑的CMC其取代度為0.70 - 0.80就足夠 了;用作表面施膠劑的CMC,其取代度控制0.60 -0.75就可以滿足需要。但對(duì)于濕部添加用的 CMC來說，則應(yīng)使用低取代度產(chǎn)品。因?yàn)槔w維和 填料粒子通常都攜帶有一定量的負(fù)電荷，再由 CMC帶人大量的負(fù)電荷對(duì)紙機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行不利。 即使采用其他陽離子型助劑與之配伍使用，但由 于這些陽離子型助劑通常所攜帶的陽電荷較弱， 所以不宜使用髙或較高取代度的CMC作為濕部 添加劑。
其次要考慮的因素是CMC的粘度(本文所涉 及的CMC粘度均為=2% CMC溶液，在25 土0.5t時(shí)，用同濟(jì)大學(xué)產(chǎn)NDJ-79型粘度計(jì)測(cè)定 的)。CMC的粘度是隨其分子聚合度的增加而提 高。聚合度與其粘接強(qiáng)度、成膜性、橋聯(lián)作用等特 性之間存在著一定的正關(guān)聯(lián)。在大董的紙料懸浮 液中加人極少量的CMC,很自然選擇粘度高些的 產(chǎn)品。究竟選擇何種粘度為宜，則與你的用法、用 量、所產(chǎn)紙種有一定關(guān)系。用于濕部添加的CMC 通常在400 ~ 800 mPaiS粘度范圍內(nèi)選擇。在此 粘度范圍的CMC幾乎適用于所有的紙種，但在一 些要求高強(qiáng)JK的特種紙板和模制餐飲具的生產(chǎn)中 采用粘度800~ 1 000 mPa_s的CMC效果會(huì)更好 些，這一點(diǎn)已得到上海、杭州、沈陽等地幾個(gè)廠家 的實(shí)例印證。當(dāng)然也不是越高越好，粘度太高就 不易操作。
4怎樣選擇配伍助劑CMC是一種帶有相當(dāng)強(qiáng)負(fù)電性的造紙化學(xué) 品，可以利用其這一特性來分散纖維和填料以改 善紙張勻度并提高漿內(nèi)施膠效果。但事物總是有 它的兩面性。如果在選擇其它配伍助劑時(shí)處理不 當(dāng)，就會(huì)帶來一些不想出現(xiàn)的負(fù)面作用，如紙機(jī)單 程留著率會(huì)有所降低或出現(xiàn)某些紙病。為了讓 CMC作為濕部添加劑的各項(xiàng)優(yōu)越性能充分發(fā)揮 出來，根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以確認(rèn)，在大多數(shù)情況下 CMC與取代度在0.033以上的中、高取代度（用 于造紙業(yè)的陽離子淀粉的取代度通常在0.01 ~ 0.07范圍內(nèi))陽離子淀粉配伍使用能獲得很好的 協(xié)同效應(yīng)。較高取代度的陽離子淀粉帶有較豐富 的陽電荷，有利于此時(shí)濕部的化學(xué)電位平衡，首先 使CMC和陽離子k粉自身獲得了理想的網(wǎng)上留 存從而也促進(jìn)了它ft各自親和的纖維和填料粒子 的留存。這里選用的陽離子淀粉是助留型的，而 增強(qiáng)的責(zé)任則主要是由CMC來承擔(dān)。這時(shí)陽離 子淀粉的添加量應(yīng)比CMC多些，但一般不超過絕 干漿的1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。對(duì)于那些要求有高濕強(qiáng) 的紙種，通常需要在濕部添加陽離子濕強(qiáng)樹脂，此 時(shí)若能適量加人一些CMC,則陽離子濕強(qiáng)劑的留 著率將比單用時(shí)提高40%以上，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的結(jié) 果，可使其各自的優(yōu)勢(shì)都得到較好的發(fā)揮。CMC 能與陽離子濕強(qiáng)樹脂產(chǎn)生交聯(lián)，讓它們配伍使用 好處很多，特別適用的紙種前面已列舉過。同一 臺(tái)紙機(jī)的濕部，除了特殊需要，一般使用的助劑不 必過于復(fù)雜，否則會(huì)引出一些麻煩。如某用戶在 使用陽離子濕強(qiáng)劑、CMC的同時(shí)還使用著陰離子 聚丙烯酰胺（APAM)和陽離子聚丙烯酰胺 (CPAM)，結(jié)果紙頁上出現(xiàn)斑點(diǎn)并有糊網(wǎng)現(xiàn)象，經(jīng) 査才知道是未溶解好的APAM闖的禍。助劑種 類用得過多，除了會(huì)因精力上照顧不周引起麻煩 外，還易造成添加點(diǎn)的錯(cuò)位，影響使用效果，也不 經(jīng)濟(jì)。
5CMC的用量和添加位置濕部添加CMC的量取決于你對(duì)產(chǎn)品的某些 弱勢(shì)指標(biāo)改善的期望值。通常用量范圍是每噸絕 干漿4~ S kg,用量最低的是卷煙紙，為每噸絕干 漿2 kg,用量最髙的是裝飾紙和過濾紙板、鞋用紙 板，每噸絕干漿8 kg,而且各家也不近相同。一般 可從每噸絕干漿5 kg左右試起，篩選出最適合自 己的用量。
CMC的添加位置基本都是加在成漿池或未 叩漿池中。CMC還是一種優(yōu)良的打漿劑。你可 以選用粘度適中（400 ~ 600 mPa-s,比較易溶解） 的CMC按預(yù)定添加量直接以粉末或顆粒狀態(tài)分 散撒入未叩漿池中，借螺旋推進(jìn)器的攪拌動(dòng)力促 進(jìn)溶解，也可以將已預(yù)溶好的CMC膠液(質(zhì)量分 數(shù)為1%左右）淋加人未叩漿池，經(jīng)20 ~ 30 min 后即可進(jìn)行打漿。加在成漿池時(shí)，通常是在配漿 時(shí)與松香膠、增白劑、染色劑等一些陰離子助劑分 別計(jì)量，但可同槽加人。對(duì)于酸性造紙工藝來說， 為了不致于過早蒂形成酸性環(huán)境，礬土應(yīng)放到?jīng)_ 漿泵人口處或更后一點(diǎn)的位置加人。而且陽離子 淀粉或陽離子濕強(qiáng)劑應(yīng)先于礬土加入，一般選擇 在高位箱。如果還有用CPAM的則CPAM最適合 的加人位置應(yīng)該在旋翼篩出口后面離脈沖衰減器 5m左右的地方，或小紙機(jī)的穩(wěn)位箱。酸性造紙的 PH值不宜拉制過低，pH < 4, 8時(shí)對(duì)CMC使用有 不利影響。
6CMC的溶解操怍CMC在添加時(shí)有直接加人原粉或顆粒的，但 無論作何種用途，大都是將CMC預(yù)溶成一定濃度 的膠體溶液備用(惟特髙固含涂布直接用固體而 不預(yù)溶)。用作濕部添加時(shí)，一是由于其粘度相當(dāng) 高，溶解相對(duì)難些，濃度高時(shí)時(shí)間也長(zhǎng);二是低濃 度的CMC膠液易與紙漿懸浮液均勻混合，所以在 備有大溶解槽時(shí)，可直接溶解成扣=1%以下的 溶液放到貯槽備用。如果溶解槽較小，則溶解的 膠液濃度相對(duì)可以高些，比如然 后再稀釋到0.5%-1.0%備用。稀釋時(shí)需要 攪拌，稀釋加料完后再攪拌十幾分鐘就可以靜置 備用了。CMC的機(jī)械穩(wěn)定性好，所以溶解時(shí)歡迎 較髙的攪拌速度以利更好地分散溶解。一般轉(zhuǎn)速 可控制在360 - 720 r/min,溶解完后可停止攪拌。 過去國(guó)內(nèi)只能生產(chǎn)粉末狀CMC,較難溶解，現(xiàn)在 為了在質(zhì)量上與國(guó)際名牌接軌，國(guó)內(nèi)已有安徽國(guó) 昌物資再生利用有限公司，江陰恒達(dá)化工有限公 司等多個(gè)CMC生產(chǎn)廠家正在積極與國(guó)內(nèi)造粒裝 備公司合作攻關(guān)，他們都力圖能在較短的時(shí)間內(nèi) 生產(chǎn)出與國(guó)際名牌外形和內(nèi)在品質(zhì)基本相同的速 溶顆粒狀CMC。關(guān)于溶解設(shè)備的“大”與“小”是 應(yīng)與造紙機(jī)規(guī)模相比較而言的。CMC既能溶于 熱水，也能溶于冷水，以50-70^熱水溶解最為 合適。加料時(shí)應(yīng)注意分散緩慢地加人，不宜傾倒 加料，以免結(jié)團(tuán)成塊，延緩溶解速度。條件差的小 廠甚至可以用非金屬容器浸泡數(shù)小時(shí)至十幾小 時(shí)，偶爾人力攪拌幾下，就可溶成膠液，然后在使 用前用水在攪拌下調(diào)節(jié)至所需濃度即可。
7 —個(gè)值得探討的有趣話題能生產(chǎn)出取代度D"S> 1.5的CMC不足為 奇，但要生產(chǎn)出D-S< 0.5而其溶液中不含游離 纖維的CMC可不那么容易。如果設(shè)備條件較差， 工藝條件控制稍不到位，即使生產(chǎn)出來的CMC D-S超過了 0.6,其溶液中細(xì)小游離纖維仍然會(huì) 存在，而且能明顯影響到溶液的折光率和透明度。 用作紙機(jī)濕部添加劑的CMC應(yīng)較少地給系統(tǒng)帶 人負(fù)電荷，也就是說它應(yīng)是較低取代度的產(chǎn)品。 通常認(rèn)為一個(gè)髙品質(zhì)的產(chǎn)品，其溶液外觀應(yīng)該是 高透明度和極少甚至人眼觀察不到的水不溶物。 但這是低取代度產(chǎn)品所難以達(dá)到的。這里就產(chǎn)生 了一個(gè)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)上的矛盾。由資料悟到，其 實(shí)保留在溶液中的少量的游離纖維都是些經(jīng)羧甲 基化改性了的低取代度(D4< 0.2)棉纖維D這 種改性了的棉纖維具有比經(jīng)堿處理過的棉纖維更 好的拉伸強(qiáng)度、耐熱性、防皺性、染色性。羧甲基 基團(tuán)進(jìn)一步反應(yīng)還可以得到阻燃性和防菌性。由 于經(jīng)羧甲基改性的棉纖維有許多優(yōu)越性，誘使人 類不斷地在探索將其引入紡織工業(yè)中以省略脫漿 和絲光工藝以便獲得一種比較完美的布料。這也 說明CMC中存在的極少量的游離纖維是一種性 能優(yōu)良的纖維，帶人紙料中有利無弊。況且，與可 溶性CMC的量比起來，其所占比例微乎其微。因 此，在權(quán)衡CMC的質(zhì)量指標(biāo)時(shí)，就可以重點(diǎn)突出， 對(duì)于濕部用CMC而言，較低取代度是支持應(yīng)用成 功的一個(gè)重要因素。低取代度的CMC生產(chǎn)成本 較低，產(chǎn)品的價(jià)格也相應(yīng)低些，這可以降低助劑使 用成本。所以，我主張不妨換一種思維方式來看 待濕部用CMC溶液中存在的少量游離細(xì)小纖維 與其質(zhì)量的關(guān)系。