纸的强度取决于单根纤维强度，纤维间结合面积，纤维间氢键结合数量及纤维的分布状况等。而随着废纸回用比例的提高，造纸过程加填量增加，造纸白水循环回用程度的提高等削弱了纸页的强度。目前提高纸页强度的方法主要有打浆、干强剂、湿压榨等三个主要途径，而使用干强剂是一种较为理想的纸增强方法。常用的增强剂有淀粉及其衍生物、聚丙烯酰胺、植物胶等。其作用机理主要有：(1)提高纤维间的结合力；(2)改善纸页成形质量。
本实验中使用CCMS增强剂，其分子上面带有游离的羟基，能参与纤维表面纤维素分子的氢键结合，增加纤维之间在结合区域自然形成的氢键数目，并能提高细小纤维的流着率，从而增强纸页的强度。本实验就CCMS的阳离子取代度、CCMS的用量、浆料的pH、填料的用量以及电导率的影响进行研究讨论。
1 实验原料及方法
1．1实验原材料
CCMS，阴离子取代度0．7mol／mol阳离子取代度0．012moL／mol，(实验室自制)；阳离子聚丙烯酰胺CPAM分子量约500万，电荷密度中等(汽巴精化)；漂白硫酸盐桉木浆(巴西金鱼牌)，打浆度打到387 SR；PCC填料(取自金东纸业)；氯化钠，氯化钙(分析纯，上海化学试剂公司)
1．2主要实验仪器
纸张拉力仪WZL-300；撕裂度仪SLY-S1；耐折度仪YQ-Z-31；耐破度仪YQ-Z
1．3实验方法
1．3．1纸样的抄取程序：纸浆碎解，加入PCC填料，加入增强剂CCMS，用水稀释后加入CPAM助留剂，抄片，烘干。手抄片定量设计为
1．3．2纸料留着率测定：(
2结果与讨论
2．1 CCMS取代度对纸的增强性能
CCMS的阳离子取代度不同，对纸浆的吸附能力及对纸的增强效果也不同。实验通过考察不同阳离子取代度CCMS对纸张增强性能，以确定较合适的CCMS进行增强性能研究。实验中PCC加入量为25％，CCMS用量l．O％，CPAM用量0．03％，抄片，测纸性，结果如表l所示：
表l 取代度对CCMS增强性能的影响
从表l可以看出，随着CCMS阳离子取代度的提高，纸的强度性能在逐步增加。当CCMS的阳离子取代度达到0．010mol／mol后，增强功能有所减弱，但对纸料的助留作用得到加强，这从纸料的留着率数据可以得到解释。因此，作为纸的增强剂，CCMS的阳离子取代度控制在0．012左右较为合适。
2．2 CCMS用量对增强性能影响
实验采用在纸浆中加人25％PCC填料，助留剂CPAM用量为0．03％，CCMS用量在0～2％范围内变化，以评价CCMS对纸张的增强效果。实验经抄片、测纸性，结果如表2所示：
表2 CCMS用量对增强性能的影响
由表2可知，随着CCMS用量的增大，各项强度指标基本都在增加。抗张指数和耐折度增加幅度较大，在添加量到1．0％时，抗张指数由34．19 N·m／g增加到47．49 N·m／g，提高了38．9％；耐折次数由7次提高到20次，增加l3次；撕裂指数由4．23mN·m2／g上升到5．9 mN·m2／g，提高39．48％。随着CCMS用量进一步增加，纸被增强的幅度有所下降，且纸料的留着率也出现下降趋势。这可能与CCMS高的阴离子取代度有关，因为CCMS整体表现为阴离子性，其用量增大反而起到了对纸料的分散作用，导致CCMS在纸料中的自身留着率下降。因此，CCMS作为湿部的增强剂其适宜用量应控制在1％以内。
2．3 pH对CCMS增强性能的影响
造纸湿部pH值会影响到纸浆纤维表面羧基的电离程度，改变纸浆的zeta电位，进而影响到对阳离子助剂的静电吸附能力。同时系统pH值也会影响到CCMS带电基团的特性。实验在填料用量25％、CCMS用量l％、CPAM用量0．03％条件下，改变纸料pH值以调查对CCMS增强性能的影响。实验结果如表3所示：
表3 浆料pH值对CCMS增强性能的影响
从表3可知，pH值在7以下，随着pH值的升高，CCMS的增强性能在逐步增加，撕裂指数由5mN·m2／g提高到7．1 mN·m2／g，抗张指数由56．63N·m／g增加到60．4N·m／g，耐折次数由l8次上升到23次；当pH值超过7以后，CCMS的增强性能开始快速下降，但纸料的留着率却一直随着pH值的升高而增大。这是否说明CCMS不仅具有增强的功能，而且还能与CPAM构成双组分助留系统的特点。由于纸料留着率的提高，特别是细小纤维和填料更多的留着，使纸单位重量中的纤维比例降低，从而导致纸的强度性能有所下降。
2．4填料用量对CCMS增强性能的影响
在文化用纸中加入一定量的矿物填料可以改善纸的不透明度及匀度，节约纤维原料，但填料会影响纤维间的氢键结合，降低纸的强度。造纸企业为了降低生产成本，往往在纸浆中添加尽可能多的填料，同时也在纸浆中加入增强剂对纸进行增强，以保证纸的最终强度符合产品质量性能要求。实验中，固定CCMS用量l％，CPAM用量0．03％，改变填料用量，抄片，测纸性，实验结果如表4所示：
表4 填料加入量对CCMS增强性能的影响
从表4中可以看出，随着纸浆中填料比例的增加，纸张的各个强度指标都在逐渐降低。填料的加入造成纤维之间以及纤维和增强剂之间的氢键结合数量减少，加填量越大，纸张的强度下降越陕。但是添加了CCMS后的纸张由于增加了氢键结合的数目，在一定程度上能弥补由此带来的强度损失。
2．5 电导率对CCMS增强性能的影响
白水封闭循环，导致系统中无机盐金属离子的积累、电导率升高。据文献介绍，系统电导率升高，将影响到阳离子聚合物的助留助滤性能、纤维之间的氢键结合等。本实验通过在纸料中分别添加NaC1、CaCl2无机盐电解质来考察电导率变化对CCMS增强性能的影响。
实验中，固定填料用量25％，CCMS用量l％，CPAM用量0．03％，分别用NaC1、CaCl2无机盐电解质来调节纸料的电导率，并进行抄片和测纸性，实验结果如表5和表6所示：
表5 NaC1调节浆料的电导率对CCMS增强性能的影响
表6 CaCl2调节浆料的电导率对CCMS增强性能的影响
如表5可知，随着纸料电导率的增加，纸料的留着率及纸页的各项强度指标均呈下降趋势。在电导率达到3000以后，当加入开始加入盐离子时影响已经产生。从表中亦可以看出，这两种情况对纸张强度的影响大小顺序为：钙离子>钠离子。
在高的电导率下，纸页的裂断长降低可能是由于盐离子的存在降低了纤维的润涨能力。而纤维的润涨能力对发展纸页的强度很重要，纤维润涨后能有效的增加纤维间的接触面积，提高纸页的强度。纤维素纤维本身含有一定的阴离子基团，这些带电基团由于能增加静电自由能，因此能增加纤维的润涨能力。而当盐离子存在时，由于屏蔽作用将降低这一自由能，进而降低纤维的润涨能力。二价离子的屏蔽作用较一价离子更有效，因此更能有效的降低纤维的润涨能力。这也解释了氯化钙比氯化钠对纸页裂断长的影响较大的原因。
3结论
1)、CCMS阳离子取代度为0．012左右时，CCMS对纸张的增强性能较好。
2)、在CCMS增强系统中，固定CPAM用量0．03％的条件下，CCMS加入量为l％时，纸张的撕裂指数、抗张指数、耐折度都达到一个较好的值。
3)、浆料的pH对CCMS增强效果影响较大，在pH为4—7之间变化时，能保持良好的增强效果，在pH大于7以后纸张的撕裂指数、抗张指数、耐折度又开始降低。CCMS作为增强剂使用时达到较佳增强的浆料pH值为7左右。
4)、随着填料加入量的增加，CCMS增强剂对纸张增强性能开始降低，但是撕裂指数的变化一直比较小，这是因为撕裂度主要是和纤维的长度有关，填料本身对撕裂度没有负效应，只是由于增加了纸张的空隙率而导致强度略有下降。
5)、文中分别采用NaC1、CaCl2来调节浆料的电导率，随着电导率的增加，CCMS对纸张的增强性能逐渐降低；从实验结果可知无机盐阳离子对CCMS增强剂的影响顺序为：钙离子>钠离子。
