索理思：世界級生活用紙濕強(qiáng)樹脂供應(yīng)商

Alistair Diack

索理思：世界級生活用紙濕強(qiáng)樹脂供應(yīng)商

Solenis: Wet Strength Resins for Tissue

Alistair Diack

編者按：索理思（原亞什蘭水技術(shù)）公司開創(chuàng)了高濕強(qiáng)紙生產(chǎn)的新紀(jì)元，研發(fā)了KymeneTM濕強(qiáng)樹脂，首次將聚酰胺聚胺–環(huán)氧氯丙烷（PAE）樹脂引入了市場。為了更好地滿足客戶的需求及可持續(xù)發(fā)展的需求，該公司不斷改進(jìn)KymeneTM濕強(qiáng)樹脂的工藝，保持領(lǐng)先地位。

索理思KymeneTM濕強(qiáng)樹脂一經(jīng)問世就獲得了成功，其既能在中性/堿性造紙工藝中發(fā)揮作用，還具有新型濕強(qiáng)性能。如今，KymeneTM就是全球市場上濕強(qiáng)樹脂的代名詞。

近年來，人們更加關(guān)注紙制品的制造工藝以及制造過程中所使用的化學(xué)品是否會對環(huán)境和人體健康造成危害，而且針對該行業(yè)出臺了很多監(jiān)管措施。為了確保符合可持續(xù)發(fā)展的要求，造紙企業(yè)必須改變生產(chǎn)工藝來適應(yīng)這些監(jiān)管措施。另外，這些措施也推動化學(xué)品供應(yīng)商開發(fā)新產(chǎn)品和新技術(shù)來幫助造紙企業(yè)適應(yīng)不斷變化的要求。

隨著這些監(jiān)管措施的推出，已研制出更新型的PAE樹脂。通常情況下，這些監(jiān)管措施都是針對某一地區(qū)的，所以單一的、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案不可能在全球都適用。因而，希望向全球市場提供產(chǎn)品的造紙企業(yè)不但要確保產(chǎn)品等級符合要求，還要符合地區(qū)性的法規(guī)。

除了對該行業(yè)的外部監(jiān)管措施，濕強(qiáng)紙制品的主要生產(chǎn)企業(yè)提出了可持續(xù)發(fā)展的方案，以確保其業(yè)務(wù)的長期生命力。這些方案通常含有通過減少整個(gè)生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響來保證符合可持續(xù)發(fā)展要求的內(nèi)容。

在生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)，由己二酸和二亞乙基三胺（DETA）制成的預(yù)聚物在非常精確的條件下與表氯醇反應(yīng)，見圖1。就是該環(huán)節(jié)生產(chǎn)出最終的活性濕強(qiáng)樹脂以及一些應(yīng)當(dāng)盡量減少的副產(chǎn)品。

多年來，索理思的研究人員一直在對基本的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行改進(jìn)，以能制造出高固體含量的高性能樹脂，并減少副產(chǎn)物，如1,3–二氯丙醇（1,3–DCP）和氯丙二醇（3–MCPD），以及氨基氯乙醇（ACH）和聚合物鍵合CPD（PB–CPD）。

索理思在不降低其效率的前提下，減少了KymeneTM濕強(qiáng)樹脂中的有機(jī)氯含量，引導(dǎo)了行業(yè)趨勢。公司已經(jīng)開發(fā)出了能更好控制精度的新制造工藝，可以最大化表氯醇生成氮雜環(huán)丁酰氯（AZE）的效率，后者是PAE樹脂的反應(yīng)部分，同時(shí)最小化1,3–DCP和3–MCPD的生成量。

此外，不斷投資和引進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)，這些技術(shù)可以在堿性PAE樹脂制造出來后用來減少有害副產(chǎn)物，從而制造“更清潔”的產(chǎn)品。在這些產(chǎn)品中，環(huán)氧氯丙烷（EPI）以及可吸附有機(jī)鹵化物的含量更低。另外，較高的固體含量和高效率的PAE樹脂更符合環(huán)境可持續(xù)性要求，至于需要考慮的可持續(xù)發(fā)展方案，見表1。

如今，PAE樹脂占據(jù)了濕強(qiáng)劑市場90％的份額，只有很少的生產(chǎn)商使用其他樹脂，如脲醛樹脂等。在這個(gè)市場中，有將近一半的產(chǎn)品為KymeneTM品牌。

索理思將各種先進(jìn)技術(shù)引入到行業(yè)廣泛使用的產(chǎn)品中，如：G1、G2、G2.5以及G3 PAE樹脂，從而實(shí)現(xiàn)在全方位滿足客戶的合規(guī)性需求的同時(shí)，也平衡了使產(chǎn)品符合可持續(xù)性要求的全球成本。KymeneTM成功的原因之一是其廣泛的產(chǎn)品配置，使得造紙企業(yè)可以定制其濕強(qiáng)方案，從而滿足區(qū)域需求和法規(guī)要求。

圖1　典型的PAE樹脂生產(chǎn)和環(huán)氧氯丙烷副產(chǎn)物形成的化學(xué)方程式

表1　可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃方案

技術(shù)概述

KymeneTM濕強(qiáng)劑，基于聚酰胺環(huán)氧氯丙烷（PAE）樹脂的化學(xué)特性，幫助造紙企業(yè)針對消費(fèi)者市場提高濕強(qiáng)等級。這些等級包括生活用紙（面巾紙、廚房紙巾、擦拭紙、餐巾紙和餐桌用紙)、包裝（液體包裝、無菌容器、托盤以及其他形式的食品包裝）和特殊產(chǎn)品（茶包、咖啡過濾紙、標(biāo)簽、貨幣、復(fù)合紙等）。

和所有的PAE樹脂一樣，KymeneTM中的聚合物含有季銨基團(tuán)，可以吸附在帶負(fù)電荷的紙張纖維上，并繼續(xù)進(jìn)行交聯(lián)，即使紙張干燥和固化也沒有影響。這意味著經(jīng)過KymeneTM濕強(qiáng)樹脂處理過后的紙張?jiān)谌霂煲院?，其濕?qiáng)度仍然繼續(xù)增加。

PAE樹脂適用于中性到堿性pH環(huán)境，并能保持濕強(qiáng)度持久有效。這有助于提高紙機(jī)的效率，且不會像其他化學(xué)品一樣對紙張吸收性造成不利影響。

膜分離技術(shù)

索理思開創(chuàng)了一個(gè)生物脫鹵工藝，可以有效清除環(huán)氧氯丙烷殘留物，而不產(chǎn)生額外的廢物。至今，該工藝已使用了多年。通過進(jìn)一步的研究，索理思發(fā)明了一種具有革命性的膜分離技術(shù)（見圖2），可以幫助造紙廠減少1,3–DCP、3–MCPD以及AOX總量，而不會影響樹脂的功能。

圖2　索理思采用已獲專利權(quán)的膜分離技術(shù)降低環(huán)氧氯丙烷副產(chǎn)物

合規(guī)性及可持續(xù)性

索理思可提供多種產(chǎn)品組合的濕強(qiáng)樹脂，以滿足嚴(yán)苛的合規(guī)性及監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。公司還提供各種解決方案幫助工廠達(dá)到“北歐白天鵝環(huán)保標(biāo)簽”認(rèn)證所規(guī)定的環(huán)境標(biāo)簽認(rèn)證要求以及德國聯(lián)邦風(fēng)險(xiǎn)評估研究所( BfR)發(fā)布的推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)造紙廠的具體需求提供各類產(chǎn)品，例如生產(chǎn)鄰二甲苯含量非常低的全無氯的紙產(chǎn)品等。產(chǎn)品矩陣見圖3。

圖3　根據(jù)客戶需求不斷改進(jìn)的PAE樹脂的合規(guī)性和性能矩陣

供應(yīng)鏈

索理思是唯一一家真正的全球性PAE濕強(qiáng)樹脂供應(yīng)商，在全球有12個(gè)生產(chǎn)廠，有兩個(gè)獲得許可的濕強(qiáng)樹脂生產(chǎn)裝置。

這樣的生產(chǎn)廠布局使其與任何客戶都很接近，縮短了運(yùn)距，同時(shí)也降低了運(yùn)費(fèi)。同時(shí)，這也使索理思具有備份生產(chǎn)能力，即使某個(gè)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)了生產(chǎn)問題，也不會影響公司向客戶供貨。

相關(guān)鏈接：

索理思是一家全球領(lǐng)先的專用化學(xué)品制造商，主要面對紙漿、造紙、油氣、化學(xué)品處理、采礦、生物煉制、電力以及市政市場。其前身是亞什蘭水技術(shù)公司，與Hercules公司、Houghton公司、貝茨醫(yī)藥公司、Dearbor公司以及Quaker公司有數(shù)十年的合作經(jīng)驗(yàn)。公司經(jīng)營的產(chǎn)品系列包括各種工藝用、功能性和水處理化學(xué)品以及先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)。利用這些科技產(chǎn)品，減少環(huán)境影響。公司總部位于美國特拉華州威明斯頓市，共運(yùn)營30套生產(chǎn)設(shè)施，戰(zhàn)略性地布局于全球各地。

（摘編自Perini Journal/2014年9月，孫靜終審）