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合成纸的发展与未来上

发布时间:2021年07月23日    点击:[5]人次

合成纸的发展与未来(上)

合成纸的起源

世界各国对纸张的需求量不断增加,而作为造纸原料用的木材等植物纤维却日益减少。从20 世纪60 年代开始,各国就致力于合成纸的试制和生产。合成纸(SyntheticPaper),过去曾被称为化工薄膜纸、塑料纸、聚合物纸等。它是以高分子化合物取代植物纤维纸,在性能上比它更优越的一种新型纸张。这里所说的高分子化合物是指由石油化工生产出来的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等(使用最多者为聚丙烯)。

本世纪60 年代初,在日本工业经济高度发展的时候,一方面对纸的需求急剧增加,纸浆来源不足,价格上扬;另一方面石油化工产量增加,合成树脂产品积压要寻找出路。1968 年5 月,日本政府科学技术厅的资源调查会起草了一份报告,建议有关企业利用石油化工原料(合成树脂)研制一种东西作为纸的代用品。当时大约有几十家公司表示赞同并着手进行。其后有6 家研究成功,准备正式投产,其目标是扩大到代替普通纸。

合成纸的特性

合成纸既有塑料的性能——它像塑料薄膜那样比普通纸坚固、柔韧、耐水、耐光、耐腐蚀,又像普通纸张那样有很强的吸附油墨和水的能力。

合成纸中,有一种薄膜纸,以聚丙烯树脂做主要原料,经过加工使薄膜内部具有中空的微细孔结构,吸附性能良好。另一种薄膜纸,在纸的表面涂上一层或几层聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲醛等塑料薄膜,它既有可供印刷装潢的纸张性能,又有耐水、耐磨的塑料性能,适合做墙纸、包装纸。

另一类合成纸——纤维法合成纸,是先将高分子合成树脂熔融,或用溶剂溶成浆状,再用喷嘴制成纤维,然后制成纸的。这种合成纸同普通纸的纤维分布很相似,有着许许多多的细孔结构,适于书写和印刷,并且它在200-300 度时,不会燃烧。

合成纸在强度、耐水性、耐热性、耐腐蚀性、耐折性、耐光性、耐气候性、无尘性、柔软性、透明性、印刷性、吸水性、粘贴性、热加工性和尺寸稳定性等方面,都大大超过了普通纸。40 多年来,合成纸的发展十分迅速。合成纸十分轻,重量大约是普通纸重量的2/3。众多的微细孔结构,使它具有优良的吸水性,特别适用于速记、复印和高速打印方面。

合成纸比普通纸耐折。用合成纸印制的军用地图,经得住市场环境的考验,风吹雨淋,千折万磨不破损,甚至被坦克辗过也无损。合成纸不仅十分牢固,印刷性能也好。合成纸具有优良的粘结性和耐气候性,再加上它质地坚固,可以同布媲美,所以,纸制的服装开始时兴,它不用缝纫,只要用胶粘连就行了。

合成纸中的芳香族聚酰胺合成纸耐热、热缘性强,比重轻,是一种较优良的绝缘材料,用于电气设备,可缩小机器的体积。可以加工制成蜂窝状纸制品。它还耐冲击、耐腐蚀、耐火焰烧烤,可以替代金属合金做飞机等的结构材料。

美国世界造纸公司生产出一种纸造房屋:板壁是由一种经化学处理的带皱纹的牛皮纸,外面涂上树腊和玻璃纤维制成的,房屋全部重量约200 千克,装在两个大纸盒里,搬迁方便。三个工人五个小时就可以将房屋安装完毕,大部分纸板规格完全相同,可以任意装配。这种房屋可做教室、图书室和会议室,还能用纸隔成所需要的小单间、浴室、厨房、壁橱等。它的使用寿命是15 年至20 年。

彩色复印机出现后,高质量、全彩色复制品受到人们的欢迎。但是银行家、法学家却担心这种先进的复印机会 成为伪造身份证、银行支票、证券等的工具。新近,美国威斯康星州萨蒂克有限公司制造出一种合成纸,可用任何普通方法印刷、书写或打字。一经印上图像或文字,就永远不能被干干净净地改动,也不能用它印制复制品。如果试图擦掉纸上的墨迹,那就会留下明显的污点。这种纸还可用做航海记录纸,能够无限期地保存而不变质,甚至浸泡到水里也不会使字迹模糊。

合成纸的分类

从合成纸的发展沿革来讲,一般分为两大类:一类被称为纤维型合成纸;另一类被叫做莆膜系合成纸。纤维型合成纸只是采用合成纸浆或者合成纸浆与普通纸浆配比后,在长网、圆网造纸机上抄造完成的。

合成纸浆又称为合成浆,它是由两种或两种以上不相混熔的树脂(如聚丙烯、高密度聚乙烯等)按适当比例合在一起,加热熔后经过挤压、抽丝,切成具有一定规格的纤维状的聚合物。合成浆的表面性能较好,易于着色;在水中分散均匀;脱水速度很快,同时,它的吸湿性小,尺寸稳定性好。不过,由于合成浆与植物纤维的交织力弱,对成纸的强度影响较大。因此,在抄造时要向浆中适当加入增强剂(如变性淀粉、三聚胺树脂等)。所制得的合成纸多用来充当糊墙纸、茶叶袋纸、过滤纸等。这样一来,合成浆所生产的产品进入了非印刷工业部门。从而使纤维型合成纸的应用范围日益缩小。

相反,莆膜系合成纸从一开始就打入高给印刷纸的市场。它能够适应印刷工业中各种印刷机(平版、轮转机等)印刷。并且新近开发出来的合成纸,除具有良好的印刷性能之外,还可用铅笔或钢笔在上面书写,多次拉扯也不会出现破裂,被子人誉为“撕不烂纸”。

合成纸的制作工艺

1、压延法

其设备主要由意大利制造,生产以PP 为基材的合成纸。即通过配料、混料、在线密炼,挤出造粒,开炼,至压延;分切为合成纸产品,关键设备是由意大利POMINI生产的挤出机,一次完成,连续进行,效率高、质量好、压延法工艺的缺点是工艺复杂,一般用于生产0.1mm 以上的合成纸产品,产品比重较大,设备价格昂贵,但产品表面光滑,适用于印刷高级样品及书籍封面等产品。

2、流延法

流延法合成纸的混料、密炼、混炼等工艺过程与压延法相似,只是由流延机代替压延机,流延法的特点是模头挤出速度与流延辊的旋转线速度存在较大的速度差,速度差不一样,生产出的合成纸厚度也不一样,在模头挤出的弯月面和冷辊之间形成了单向拉伸,流延法可以生产各种不同厚度的合成纸,但合成纸内的分子链分布存在单向性,因此,合成纸产品的纵向、横向、物理性能有较大的区别。这是流延法合成纸的一大缺点。流延法的比重在1g/cm3 左右,主要用于印刷。与压延法一样,流延法合成纸的基料也是PP 。其产品变形性稍大,但刚性、韧性较好。

3、吹膜法

吹膜法生产合成纸用的基材是HDPE 不同于压延、流延法用的P P 基材, 吹膜法合成纸母料的供应商Shchulman 提供的合成纸配方也是以LDPE 为基础。国外,吹膜法生合成纸大部分采用三层共挤设备,并应用内冷装置,泡膜直径,泡膜厚度在线检测及闭环控制系统,保证合成纸的厚薄均匀度一致,吹膜法工艺过程实现了纵向及部分横向拉伸,工艺设备比较简单,德国ALPINE 公司首先推出了单层吹膜法生产合成纸,使用50%HDPE 及50% 的舒尔曼母料(Shchulman)做为原料。我国扬州华南合成纸公司研制成功了具有自主知识产权的三层共挤吹塑法合成纸生产线,并使用了自行研制的合成纸母料,对我国合成纸的发展做出了贡献,以HDPE 为基料的吹塑法合成纸,可以用普通印刷纸张的油墨,避免了使用专用油墨的缺点。

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