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1. AKD的合成
1.1 酰氯的制备
原材料 工业级AKD（烷基烯酮二聚体）常用于造纸的酰氯通常是饱和脂肪酸的混合物。酰氯是通过这些脂肪酸与亚硫酰氯反应生成的，反应式如下：
由于分离单个有机酸极其困难——单一天然脂肪源可能含有至少五种不同的酸，有时甚至多达十二种——造纸原料通常是硬脂酸（C₁₈H₃₆O₂）同系物的混合物。通常提到的“1840”和“1865”蜡分别表示硬脂酸含量为40%和65%。
1.2 乙烯酮中间体的形成
酰氯与三乙胺反应，除去氯化氢并形成不稳定的烯酮中间体：
1.3 通过分子内内酯形成进行二聚化
不稳定的烯酮发生分子间缩合，形成内酯环，最终形成 AKD 分子，因此得名“烷基烯酮二聚体”：
AKD的分子结构也可表示为：
2. AKD的乳化
2.1 乳化剂的制备
AKD乳液通常用阳离子淀粉和聚合物乳化剂来稳定。阳离子淀粉是由木薯淀粉与醚化剂反应生成的：
常见的聚合物乳化剂是 聚DADMAC（聚二烯丙基二甲基氯化铵）:
2.2 AKD乳化工艺
AKD的乳化是一个物理分散过程，疏水蜡分散到水中形成稳定的乳液。
关键步骤包括：
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加热熔化 AKD 蜡
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添加乳化剂
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应用高剪切混合和均质化
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冷却乳液
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添加硫酸铝、稳定剂和其他添加剂
结果是带正电荷的 AKD 乳液
3. AKD 尺寸
3.1 尺寸调整机制
施胶纸张的疏水性源于AKD与纤维素之间的化学反应。AKD分子由疏水烷基链和亲水内酯环组成。纤维素纤维由于含有大量的-OH基团而天然具有亲水性。当AKD与这些基团发生反应时，疏水链会锚定在纸张表面，从而使纸张具有防水性：
该反应将 AKD 分子的一端固定在纤维上，而烷基链则指向外侧，形成疏水表面
3.2 施胶工艺
AKD 尺寸确定涉及三个主要阶段：
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吸附：AKD 颗粒吸附在纤维表面，类似于填料的保留。该过程发生在成型段。
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熔化和扩散：在干燥过程中，AKD 熔化（高于其熔点）并扩散到纤维中。
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化学反应：AKD 与纤维素上的 –OH 基团发生反应，形成共价酯键。这种缓慢的反应是有效内部施胶的关键。
4. 关键应用因素
4.1 pH 值和碱度控制
上浆反应取决于AKD中的内酯环。内酯环在中性至碱性条件下打开，与纤维的-OH基团反应生成酯。然而，过高的pH值会加速水解，降低上浆效率。
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反应最佳pH值：6.0–8.0
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建议系统pH值：7.5–8.5
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AKD乳液的储存pH值：2.5–3.5
当pH值超过8时，水解作用会增加。pH值低于6会阻碍施胶反应，但有助于储存稳定性。
建议碱度（作为缓冲能力）：50–200 ppm
当酸性 AKD 乳液添加到系统时，这有助于维持稳定的 pH 值。
4.2 温度控制
温度影响 AKD 乳液的稳定性和反应效率：
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AKD 乳液是热力学不稳定的悬浮液。
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高温增加了颗粒碰撞和聚集的风险。
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阳离子粒子的静电排斥有助于维持乳液的稳定性。
在高温下，AKD颗粒可能会结皮或沉淀，但这不一定是由于水解引起的。由于水解是放热的，因此更高的温度实际上可能会使平衡向酯的形成方向移动。
推荐值：
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储存温度：5–30°C
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系统温度：45–50°C
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AKD熔点：~45–55°C
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干燥段温度：≥60℃（充分反应、扩散）
为了最大程度地提高保留率和绩效：
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在流浆箱附近添加 AKD，以避免过早熔化。
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保证足够的干燥温度和停留时间。
5。 结论
在中性体系中，有效的AKD施胶需要在整个过程中严格控制pH值、碱度和温度。掌握这些参数可确保高效施胶和高质量的纸张。应用和配方方面仍存在挑战，需要持续的行业合作与创新。
