烷基烯酮二聚体 (AKD) 是现代造纸中最广泛使用的中性施胶剂之一。它不仅能提高纸张的耐水性和吸墨性，还能使造纸机以更高的速度运行，并减少操作问题。然而，AKD 施胶的效率在很大程度上取决于与原材料、造纸条件以及湿部化学相互作用相关的多种因素。
在本文中，我们探讨影响 AKD 施胶效率的关键因素以及造纸商如何在实际生产环境中优化其性能。
1. AKD施胶剂的化学性质
AKD施胶剂是合成的疏水化合物，通常源自硬脂酸等长链脂肪酸。其分子结构具有活性β-内酯环，该环在干燥和固化阶段打开，与纤维素羟基形成共价键。该反应形成疏水表面，可抵抗水渗透，从而实现内部施胶。
由于 AKD 施胶依赖于与纤维的化学反应而不是单纯的表面覆盖，因此效率不仅取决于剂量，还取决于反应条件和材料相容性。
2. 纤维类型和细小纤维含量
纸浆的类型和来源会显著影响AKD的效率。例如：
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硬木纸浆的纤维较短，细小纤维较多，往往更容易吸收 AKD，但通常需要更高的剂量才能达到相同的施胶水平。
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软木纸浆更长、更清洁，可提供更均匀的施胶行为。
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再生纤维通常会面临挑战，因为残留的施胶剂、高灰分含量和污染物积聚可能会干扰 AKD 的保留和反应。
纸浆中细小颗粒含量高会增加表面积，但也往往会保留更多未反应的 AKD，从而导致施胶逆转（施胶效果随时间推移而丧失）。
3. pH值和湿部条件
AKD 在中性至微碱性环境（pH 6.5–8.0）下发挥最佳性能。当 pH 值过低时：
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β-内酯环可能过早水解，降低其与纤维发生反应的能力。
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AKD 乳液可能会不稳定，导致施胶缺陷或“油腻斑点”。
此外，白水电导率、硬度（钙和镁离子）以及溶解的阴离子垃圾的存在等因素都会影响 AKD 与纤维基质和保留系统的相互作用。
最佳实践：确保一致的 pH 值控制并监测湿端化学以减少 AKD 浪费和变化。
4. AKD 保留和固定
AKD 的效率与其在纤维上的留着率以及通过化学反应固着密切相关。正确使用助留剂，例如阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM) 或聚二甲基二烯丙基氯化铵 (polyDADMAC)，可以增强 AKD 在纤维上的附着力，防止其在白水中流失。
然而，过度使用助留剂可能会导致 AKD 附着在细小纤维或填料上而不是纤维上，从而降低整体施胶效率并增加化学成本。
提示：平衡助留剂剂量和混合时间，以确保 AKD 主要固定在所需的纤维级分上。
5.干燥温度和固化时间
AKD与纤维素之间的化学键合需要足够的热量和干燥时间。理想条件包括：
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干燥温度：90–120°C
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干燥时间：15-30 秒（根据机器和基重而变化）
干燥不充分会导致未反应的 AKD 残留在纸页中，这不仅会降低效率，还可能引起施胶逆转或干燥筒沉积等问题。
相反，过高的干燥温度可能会导致乳化剂体系过早水解或蒸发，从而导致不稳定。
6. 与其他添加剂的竞争
在现代湿部系统中，同时使用多种添加剂 - 湿强剂、助留剂、填料、染料等 - 其中一些可能会与 AKD 产生负面影响。
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阴离子添加剂可能会破坏 AKD 乳液的稳定性。
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填料（尤其是PCC）可能会在AKD与纤维发生反应之前吸附它。
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表面活性剂可能会干扰疏水性的发展。
为了最大限度地减少相互作用问题，请始终评估新添加剂与现有 AKD 施胶剂的兼容性。
7. 乳液稳定性和保质期
AKD通常以阳离子乳液形式使用，并由表面活性剂和乳化剂稳定。其性能很大程度上取决于乳液的质量：
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乳化不良的 AKD 可能会凝结或沉积在设备上。
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过期的乳液可能会出现施胶强度降低、产生气味或货架稳定性低的情况。
确保乳剂储存于室温下，避免冷冻和阳光直射。请在供应商建议的保质期内（通常为3至6个月）使用新鲜乳剂。
8. 机速和排水条件
机器速度越快，系统中的剪切力就越大，这可能会导致 AKD 液滴破裂或沉积不均匀。
同时，更快的排水（例如通过高真空抽吸）可能会缩短 AKD 的保留时间，从而降低其用于反应的可用性。
解决方案：调整 AKD 剂量并策略性地使用消泡剂或助滤剂，以平衡速度和效率。
结语
优化中性施胶系统中AKD的效率，不仅仅需要增加用量，还需要全面了解纤维化学性质、湿部相互作用、工艺条件和乳液行为。通过精心管理这些影响因素，造纸商可以实现卓越的耐水性、成本控制和长期施胶稳定性。
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