1. 引言
干强剂是造纸工艺中最常用的功能性添加剂之一。这些添加剂能够增强纤维素纤维之间的氢键，从而提高纸张的整体强度。随着再生纸浆（质量通常较低）的使用量不断增加，水循环利用率不断提高，机器速度不断加快，以及纸张和纸板的最终用途需求日益多样化，不同类型的强度剂（例如干强剂、GPAM 和阳离子淀粉）已成为满足必要强度规格的必需品。
影响纸张强度的主要因素有：
- 单根纤维的固有强度，
- 纤维之间的结合强度，
- 纤维缠结产生的摩擦强度。
干强剂的作用原理是将其自身锚定在纤维上，增加纸张形成和干燥过程中氢键的可能性，并扩大纤维之间的接触面积，从而增强纸张强度。
2. 常见类型：淀粉和PAM
广泛使用的干强剂包括淀粉（主要为阳离子淀粉，也有阴离子型、两性型、接枝共聚型和非离子型）和聚丙烯酰胺 (PAM)。根据离子性质，PAM 可分为：
- 阴离子聚丙烯酰胺
- 阳离子聚丙烯酰胺
- 两性聚丙烯酰胺
两性PAM又可分为：
- Mannich型PAM
- 霍夫曼型PAM
- 共聚物型PAM
分子量、结构、离子基团含量及分布的差异导致了不同的应用场景。
3. 比较分析：PAM 与淀粉
淀粉是一种天然聚合物，来源于木薯、玉米和马铃薯等。使用前必须进行化学改性——氧化或离子取代。普通阳离子淀粉仅能提供中等强度的增强，并且使用前需要糊化。高取代度淀粉在提高强度方面更有效，但淀粉可能导致COD/BOD浓度升高，增加废水处理成本，并因微生物生长而导致腐败。尽管如此，淀粉比PAM更具成本效益。
PAM 的应用范围更加广泛。两性共聚物型 PAM 用途广泛，可定制分子结构，并在各种造纸条件下保持性能稳定性。除了提高纸张强度外，PAM 还能：
- 增强网部排水，
- 增加细粉和填料的留着率，
- 提高压榨部清洁度和运行性能，
- 减少干燥部分的蒸汽消耗。
4. 两性共聚物 PAM 的设计
设计 两性共聚物PAM 必须考虑每个造纸系统的具体特性。关键参数包括：
- 离子单体的数量和类型（例如，阴离子型的衣康酸、丙烯酸； 二甲基二烯丙基氯化铵、AETAC、METAC（阳离子型）
- 离子官能团的分布（线性与网络结构）。
精心设计的 PAM 配方可以有效提高纸张强度并实现定制性能。
5. 使用注意事项
使用前，应使用工业水或自来水将两性聚丙烯酰胺（PAM）均匀稀释。其他化学品（例如明矾、改性淀粉、施胶剂、助留剂）的添加顺序可能会影响最终纸张强度，必须仔细优化。
由于PAM粘度较高，因此应使用连续稀释系统进行施工。原液在室温下可稳定保存长达六个月，但稀释后易受pH值变化和长期储存的影响，导致其性能下降。
重要处理指南：
- 避免将 PAM 与浓缩形式的其他化学品混合，
- 使用不锈钢、PVC 或 FRP（纤维增强塑料）设备——避免使用碳钢、
- 适当的稀释和控制添加是获得最佳结果的关键。
