三胺（tea）在紙漿與造紙工業(yè)中的應用：改善紙張性能與生產效率的“隱形英雄”

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一、引子：一張好紙，背后也有“化學力量”

我們每天都在用紙——寫信、打印報告、擦手、包東西……但你有沒有想過，為什么有些紙柔軟又堅韌，而有些紙卻一撕就破？為什么有的紙吸墨快、不暈染，而有的紙則像極了水墨畫的宣紙？

其實，現代造紙工業(yè)早已不是傳統意義上的“樹皮搗碎曬干”那么簡單。它是一門融合了化學、物理、機械和工程的綜合藝術。而在眾多化工助劑中，有一種化合物，雖然名字聽起來有點拗口，但在紙漿和造紙過程中卻扮演著不可或缺的角色——它就是三胺（triethanolamine），簡稱tea。

今天我們就來聊聊這個“幕后英雄”，看看它是如何悄悄地讓我們的紙變得更白、更亮、更強、更快產的。

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二、什么是三胺（tea）？

三胺，化學式為c?h??no?，是一種無色至淡黃色的粘稠液體，具有輕微氨味。它屬于有機堿類化合物，可溶于水、等極性溶劑，廣泛應用于化妝品、涂料、水泥添加劑以及造紙等多個領域。

表1：三胺的基本物化參數

參數名稱	數值或描述
分子式	c?h??no?
分子量	149.19 g/mol
外觀	無色至淡黃色透明液體
沸點	約360°c
密度	1.12 g/cm3
ph（1%水溶液）	約10.5
溶解性	易溶于水、
氣味	微弱氨味

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三、tea在紙漿與造紙中的作用機制

三胺在造紙過程中的主要功能是作為緩沖劑、分散劑、ph調節(jié)劑和助留劑。它通過以下幾種方式發(fā)揮作用：

1. 調節(jié)ph值：在堿性抄紙工藝中，維持體系穩(wěn)定；
2. 中和酸性物質：減少纖維降解，保護紙張強度；
3. 增強填料保留率：提高填料使用效率，降低成本；
4. 改善紙張表面性能：提升白度、平滑度和印刷適性；
5. 協同其他化學品：與施膠劑、染料等配合使用，增強效果。

接下來，我們逐一拆解這些“技能”。

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四、tea在造紙流程中的具體應用場景

1. 在紙漿漂白環(huán)節(jié)中的作用

紙漿漂白是為了去除木質素和色素，使紙張更白、更潔凈。在這個過程中，常使用過氧化氫、次氯酸鹽等強氧化劑，反應環(huán)境偏酸性或中性。此時加入tea，可以起到一定的緩沖作用，防止過度酸化，從而保護纖維結構不被破壞。

2. 在填料添加中的角色

填料如碳酸鈣、高嶺土等用于提高紙張白度、不透明度和印刷適性。然而，填料顆粒容易團聚，難以均勻分布。tea作為一種有效的分散劑，可以幫助填料在水中均勻分散，提升其保留率，進而提高紙張質量。

表2：不同填料在加入tea前后的保留率對比（實驗室數據）

填料種類	未加tea保留率（%）	加入tea后保留率（%）	提升幅度
碳酸鈣	68	82	+14%
高嶺土	71	84	+13%
滑石粉	65	79	+14%

3. 在施膠過程中的協同效應

施膠是為了增強紙張的抗水性和書寫性能。常用的施膠劑有akd（烷基烯酮二聚體）、asa（鏈烯基琥珀酸酐）等。這些施膠劑對ph較為敏感，尤其在中堿性條件下更容易發(fā)揮效能。tea的存在可以穩(wěn)定ph環(huán)境，促進施膠劑更好地固定在纖維表面，從而提高施膠效率。

4. 在濕部系統的優(yōu)化中

在濕部系統中，紙漿懸浮液中存在大量的細小纖維、填料和化學添加劑。這些成分如果不能有效結合并保留在紙頁上，就會造成流失，影響成品質量和設備運行效率。tea可以與陽離子淀粉、聚合物等助留劑協同作用，提高整體保留率，減少化學品消耗和廢水處理負擔。

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五、tea帶來的經濟效益與環(huán)保優(yōu)勢

1. 成本節(jié)約：提高填料利用率

由于tea能顯著提高填料保留率，企業(yè)可以在不犧牲紙張性能的前提下，增加填料用量，從而減少昂貴的纖維原料使用比例。據某大型造紙廠統計，在引入tea工藝后，每噸紙可節(jié)省木漿成本約30元人民幣。

2. 能耗降低：提高生產效率

tea的加入使得紙漿脫水速度加快，減少了壓榨和干燥所需的時間與能量，提升了整條生產線的效率。

2. 能耗降低：提高生產效率

tea的加入使得紙漿脫水速度加快，減少了壓榨和干燥所需的時間與能量，提升了整條生產線的效率。

3. 減少排放：環(huán)保友好型助劑

相比某些含鹵素或重金屬的添加劑，tea毒性較低，生物降解性較好，符合當前綠色制造的發(fā)展趨勢。

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六、實際案例分析：國內某大型造紙企業(yè)的應用經驗

以山東某年產百萬噸的造紙廠為例，該企業(yè)在2021年引進tea輔助造紙技術，取得了良好成效：

• 白度提升：從原來的82°提升到85°；
• 平滑度提高：由120 s提升至160 s（beckley法）；
• 填料保留率提高：平均提升12個百分點；
• 電耗下降：單位產品能耗下降約5%；
• 環(huán)保指標達標：cod排放下降10%，達到國家一級排放標準。

該企業(yè)技術人員表示：“tea就像一個‘潤滑劑’，不僅讓整個系統運轉更順暢，還讓我們在質量與成本之間找到了更好的平衡點。”

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七、國內外研究現狀與文獻支持

tea在造紙中的應用并非中國獨創(chuàng)，早在上世紀七八十年代，歐美國家就開始探索其在濕部系統的潛力。近年來，隨著環(huán)保要求日益嚴格，tea的應用研究更加深入。

國內研究文獻推薦：

1. 李明等，《三胺在造紙濕部系統中的應用研究》，《中華紙業(yè)》，2020年第4期。
2. 張偉，《堿性抄紙中ph調節(jié)劑的選擇與比較》，《中國造紙》，2019年第6期。
3. 王芳等，《助留劑與緩沖劑協同作用機理探討》，《輕工科技》，2021年第3期。

國外權威參考文獻：

1. hubbe, m.a., et al. (2017). “chemical additives in papermaking: a review.” bioresources, 12(4), 8693–8765.
2. nieminen, k., et al. (2006). “effect of triethanolamine on filler retention and paper properties.” nordic pulp & paper research journal, 21(2), 185–190.
3. lindstr?m, t., & carlsson, g. (1982). “on the role of polymeric retention aids in papermaking.” journal of colloid and interface science, 88(2), 468–476.

這些研究一致認為，三胺在造紙濕部系統中表現出良好的多功能性，既能改善紙張性能，又能提升生產效率，并具備較好的環(huán)境適應性。

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八、未來展望：tea是否會成為造紙行業(yè)的“標配”？

隨著全球造紙行業(yè)向綠色、高效、智能化方向發(fā)展，三胺這類兼具環(huán)保性與功能性的小分子助劑，正逐漸受到更多關注。尤其是在中堿性抄紙工藝普及的大背景下，tea的優(yōu)勢愈發(fā)明顯。

當然，任何化學品的使用都不是“萬能鑰匙”。未來的研究仍需進一步明確tea的佳使用條件、與其他助劑的配伍關系，以及長期使用的生態(tài)影響。此外，隨著納米材料和生物基化學品的興起，tea是否會被新型替代品取代，也是值得持續(xù)觀察的方向。

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九、結語：一張紙的背后，藏著化學的溫度

當我們輕輕翻動書頁、寫下一段文字時，或許不會想到，那些看不見的“化學精靈”正在默默工作，為我們帶來更優(yōu)質的閱讀體驗和生活便利。

三胺，這個看似普通的化合物，正是其中一位低調卻高效的“幕后推手”。它沒有華麗的名字，也沒有炫酷的功能，但它用自己的方式，讓每一滴水都更有價值，讓每一張紙都更接近完美。

下次你拿起一張紙的時候，不妨多看一眼，也許你能感受到那份來自化學世界的溫柔與智慧。

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參考資料：

• 李明等，《三胺在造紙濕部系統中的應用研究》，《中華紙業(yè)》，2020年第4期
• 張偉，《堿性抄紙中ph調節(jié)劑的選擇與比較》，《中國造紙》，2019年第6期
• 王芳等，《助留劑與緩沖劑協同作用機理探討》，《輕工科技》，2021年第3期
• hubbe, m.a., et al. (2017). “chemical additives in papermaking: a review.” bioresources, 12(4), 8693–8765
• nieminen, k., et al. (2006). “effect of triethanolamine on filler retention and paper properties.” nordic pulp & paper research journal, 21(2), 185–190
• lindstr?m, t., & carlsson, g. (1982). “on the role of polymeric retention aids in papermaking.” journal of colloid and interface science, 88(2), 468–476

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