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造纸行业，表面施胶是提升纸张品质的一道关键工序。经过表面施胶的纸，表面纤维被牢牢粘住，印刷时不掉粉不掉毛，书写时墨水不洇不渗透，包装时有一定的抗水防潮能力。这道工序的核心角色，长期以来是表面施胶淀粉。但淀粉有它的局限性——成膜脆、抗水性差、容易受潮软化。为了弥补这些短板，造纸厂在施胶淀粉里加入一种辅助成分，这就是PAM施胶剂。
PAM在表面施胶液中的添加量通常只有淀粉的百分之几到十几，但它的存在，能让施胶效果上一个台阶。把PAM施胶剂的作用机理和选型逻辑搞清楚，对纸厂用好这款助剂有实际价值。
表面施胶液为什么需要PAM来补强
表面施胶的本质，是在纸页表面涂敷一层极薄的胶液，让胶液渗透到纤维网络的表层，干燥后形成一层连续的胶膜。这层胶膜把纸面的纤维和填料粘住，同时封闭纸张表面的孔隙。
淀粉是这个任务的主力。它成本低、来源广、成膜性好，可以单独配成施胶液使用。但纯淀粉施胶有几个明显的短板。淀粉膜脆，纸张在后续压光、裁切、印刷折叠时，淀粉膜容易碎裂，产生掉粉。淀粉抗水性差，遇到潮湿环境或沾水，淀粉膜吸水软化，表面强度迅速下降。淀粉对纤维的粘结力有限，对使用大量回收纤维、纤维本身强度已经打了折扣的纸种，纯淀粉施胶的增强效果不够。
PAM施胶剂就是来补这些短板的。它和淀粉在施胶液中协同工作，而不是取代淀粉。
PAM在施胶液中的角色不是单打独斗，而是协同增效
PAM的分子链上带有酰胺基团，这些基团可以和淀粉分子链上的羟基、以及纤维表面的羟基形成氢键。当施胶液涂到纸面，水分向纸层内部渗透并蒸发干燥的过程中，PAM分子链和淀粉分子链之间、以及它们和纤维表面之间，通过氢键建立起一个互穿的网络结构。PAM分子链的柔韧性和淀粉膜的刚性在这个网络里形成互补。PAM赋予胶膜柔韧性，淀粉赋予胶膜刚性，两者结合使施胶层既有足够的硬度又有良好的耐折性。
在成膜性方面，PAM分子链在干燥过程中互相靠近缠绕，形成连续的柔性膜。这层PAM膜和淀粉膜交织在一起，填补了淀粉膜干燥收缩时产生的微裂纹，减少了掉粉掉毛。在抗水性方面，PAM贡献了胶膜的抗水能力。PAM分子链上的酰胺基团虽然亲水，但PAM和淀粉形成互穿网络以后，干燥后的胶膜比纯淀粉膜致密得多，水分难以渗入。PAM施胶后的纸张，抗水性和表面强度都明显优于纯淀粉施胶。
PAM施胶剂的离子类型和分子量如何选择
PAM施胶剂按离子类型分，
主要有阴离子型、阳离子型和非离子型。阴离子PAM是最常用的类型，它和氧化淀粉、酶转化淀粉等阴离子型施胶淀粉相容性好，不会产生静电络合或沉淀。阴离子PAM的羧基和淀粉的羟基及纤维表面的羟基之间形成氢键的能力强，成膜效果好。
阳离子PAM带正电荷，在一些特殊场合使用。当施胶液中需要同时加入阳离子型抗水剂或阳离子型其他助剂时，阳离子PAM可以避免电荷冲突。阳离子PAM本身对带负电的纤维表面有较强的吸附力，在某些要求高留着率的施胶工艺中有优势。两性PAM在某些特种纸中有应用，兼顾了对纤维的吸附和与淀粉的相容性。
分子量方面，施胶用PAM的分子量通常在中高范围。分子量太低的PAM，分子链短，在施胶液中的架桥和网络构建能力不足，成膜效果差。分子量过高的PAM，施胶液粘度大增，在施胶压榨或膜转移施胶机上流动性不好，
影响施胶均匀性。合适的分子量范围能使PAM在提供良好成膜增强效果的同时，施胶液保持适中的粘度和流动性。
不同纸种对PAM施胶剂的差异化需求
瓦楞纸和箱板纸大量使用回收纤维，纤维本身短、强度差，表面容易掉毛。PAM施胶剂在这类纸中的主要任务是增强表面强度、减少掉粉掉毛，同时提供一定的抗水防潮能力。需要选成膜性好、对纤维粘结力强的阴离子PAM，添加量相对偏高，在淀粉质量的百分之五到百分之十五之间。
文化纸和书写纸需要纸张表面细腻平滑，书写时不洇水、印刷时不掉粉。PAM施胶剂在这类纸中除了增强表面强度，还要改善纸张的抗水性和书写适性。需要选分子量适中、成膜均匀、不增加纸张粗糙度的PAM。添加量中等，百分之五到百分之十。对色泽和透明度有一定要求，不能影响纸张白度。
涂布原纸是涂布加工纸的基纸，表面施胶的质量直接影响后续涂布层的均匀性和结合力。PAM施胶剂在这类纸中需要提供良好的表面封闭性和成膜均匀性，同时不能使纸面过于拒水影响涂料的润湿和铺展。添加量偏保守，百分之三到百分之八。对PAM的纯度和批次一致性要求较高，以免影响涂布工序的稳定性。
现场使用中决定施胶效果的操作要点
PAM施胶剂在使用前必须充分
溶解。PAM是高分子，溶解不充分会产生微凝胶，在施胶液中形成白点或条痕，严重影响纸张外观。配胶时用中慢速
搅拌，粉料缓慢均匀撒入水中，熟化时间给足，配好的PAM溶液经过过滤再加入施胶液。
PAM溶液和淀粉施胶液的混合顺序很重要。通常是先配好淀粉施胶液，在搅拌下将PAM溶液缓慢加入淀粉液中，搅拌均匀。不要同时混合，否则PAM和淀粉可能因局部浓度不均产生凝胶块。
PAM在施胶液中的浓度需要精确控制。浓度太低，增强和抗水效果不显著。浓度过高，施胶液粘度太大，在施胶机上转移不好，可能导致施胶不均或纸张粘辊。最优的PAM添加比例要针对纸种、车速、施胶方式做梯度试验来确定，不能照搬经验值。
施胶液的温度对PAM的效果也有影响。淀粉施胶液通常需要加热保温，温度一般在六十到七十度左右，这个温度范围对PAM的分子链不会造成明显降解。但如果施胶液长期高温循环，PAM会有缓慢的降解，粘度逐渐下降。循环系统中最好有补充PAM的措施，或者限制施胶液在高温下的循环存放时间。
结语
PAM施胶剂在造纸表面施胶中的角色是配角，但这个配角的作用不可忽视。它和淀粉协同工作，弥补淀粉膜的脆性和吸水性缺陷，提升纸张表面强度和印刷适性，改善包装纸的抗水防潮能力。在这个分工里，淀粉是主骨架，PAM是增强网络，两者通过氢键形成互穿结构，共同完成纸张表面的功能升级。
不同纸种对PAM施胶剂的分子量和离子类型有不同的偏好，没有一款能包打天下。施胶液的配制和使用中的操作细节，包括PAM的充分溶解、与淀粉的均匀混合、浓度的精确控制、温度的合理管理，都会影响最终的施胶效果。把这些点做到位了，PAM施胶剂才能充分发挥它的协同价值，帮纸厂以较低的成本获得更好的纸张表面品质。
