三乙醇胺 TEA在纸浆和造纸工业中的应用，改善纸张性能和生产效率

三胺（TEA）在纸浆与造纸工业中的应用：改善纸张性能与生产效率的“隐形英雄”

一、引子：一张好纸，背后也有“化学力量”

我们每天都在用纸——写信、打印报告、擦手、包东西……但你有没有想过，为什么有些纸柔软又坚韧，而有些纸却一撕就破？为什么有的纸吸墨快、不晕染，而有的纸则像极了水墨画的宣纸？

其实，现代造纸工业早已不是传统意义上的“树皮捣碎晒干”那么简单。它是一门融合了化学、物理、机械和工程的综合艺术。而在众多化工助剂中，有一种化合物，虽然名字听起来有点拗口，但在纸浆和造纸过程中却扮演着不可或缺的角色——它就是三胺（Triethanolamine），简称TEA。

今天我们就来聊聊这个“幕后英雄”，看看它是如何悄悄地让我们的纸变得更白、更亮、更强、更快产的。

二、什么是三胺（TEA）？

三胺，化学式为C₆H₁₅NO₃，是一种无色至淡黄色的粘稠液体，具有轻微氨味。它属于有机碱类化合物，可溶于水、等极性溶剂，广泛应用于化妆品、涂料、水泥添加剂以及造纸等多个领域。

表1：三胺的基本物化参数

三、TEA在纸浆与造纸中的作用机制

三胺在造纸过程中的主要功能是作为缓冲剂、分散剂、pH调节剂和助留剂。它通过以下几种方式发挥作用：

1. 调节pH值：在碱性抄纸工艺中，维持体系稳定；
2. 中和酸性物质：减少纤维降解，保护纸张强度；
3. 增强填料保留率：提高填料使用效率，降低成本；
4. 改善纸张表面性能：提升白度、平滑度和印刷适性；
5. 协同其他化学品：与施胶剂、染料等配合使用，增强效果。

接下来，我们逐一拆解这些“技能”。

四、TEA在造纸流程中的具体应用场景

1. 在纸浆漂白环节中的作用

纸浆漂白是为了去除木质素和色素，使纸张更白、更洁净。在这个过程中，常使用过氧化氢、次氯酸盐等强氧化剂，反应环境偏酸性或中性。此时加入TEA，可以起到一定的缓冲作用，防止过度酸化，从而保护纤维结构不被破坏。

2. 在填料添加中的角色

填料如碳酸钙、高岭土等用于提高纸张白度、不透明度和印刷适性。然而，填料颗粒容易团聚，难以均匀分布。TEA作为一种有效的分散剂，可以帮助填料在水中均匀分散，提升其保留率，进而提高纸张质量。

表2：不同填料在加入TEA前后的保留率对比（实验室数据）

3. 在施胶过程中的协同效应

施胶是为了增强纸张的抗水性和书写性能。常用的施胶剂有AKD（烷基烯酮二聚体）、ASA（链烯基琥珀酸酐）等。这些施胶剂对pH较为敏感，尤其在中碱性条件下更容易发挥效能。TEA的存在可以稳定pH环境，促进施胶剂更好地固定在纤维表面，从而提高施胶效率。

4. 在湿部系统的优化中

在湿部系统中，纸浆悬浮液中存在大量的细小纤维、填料和化学添加剂。这些成分如果不能有效结合并保留在纸页上，就会造成流失，影响成品质量和设备运行效率。TEA可以与阳离子淀粉、聚合物等助留剂协同作用，提高整体保留率，减少化学品消耗和废水处理负担。

五、TEA带来的经济效益与环保优势

1. 成本节约：提高填料利用率

由于TEA能显著提高填料保留率，企业可以在不牺牲纸张性能的前提下，增加填料用量，从而减少昂贵的纤维原料使用比例。据某大型造纸厂统计，在引入TEA工艺后，每吨纸可节省木浆成本约30元人民币。

2. 能耗降低：提高生产效率

TEA的加入使得纸浆脱水速度加快，减少了压榨和干燥所需的时间与能量，提升了整条生产线的效率。

2. 能耗降低：提高生产效率

TEA的加入使得纸浆脱水速度加快，减少了压榨和干燥所需的时间与能量，提升了整条生产线的效率。

3. 减少排放：环保友好型助剂

相比某些含卤素或重金属的添加剂，TEA毒性较低，生物降解性较好，符合当前绿色制造的发展趋势。

六、实际案例分析：国内某大型造纸企业的应用经验

以山东某年产百万吨的造纸厂为例，该企业在2021年引进TEA辅助造纸技术，取得了良好成效：

• 白度提升：从原来的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个百分点；
• 电耗下降：单位产品能耗下降约5%；
• 环保指标达标：COD排放下降10%，达到国家一级排放标准。

该企业技术人员表示：“TEA就像一个‘润滑剂’，不仅让整个系统运转更顺畅，还让我们在质量与成本之间找到了更好的平衡点。”

七、国内外研究现状与文献支持

TEA在造纸中的应用并非中国独创，早在上世纪七八十年代，欧美国家就开始探索其在湿部系统的潜力。近年来，随着环保要求日益严格，TEA的应用研究更加深入。

国内研究文献推荐：

1. 李明等，《三胺在造纸湿部系统中的应用研究》，《中华纸业》，2020年第4期。
2. 张伟，《碱性抄纸中pH调节剂的选择与比较》，《中国造纸》，2019年第6期。
3. 王芳等，《助留剂与缓冲剂协同作用机理探讨》，《轻工科技》，2021年第3期。

国外权威参考文献：

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. Lindström, T., & Carlsson, G. (1982). “On the role of polymeric retention aids in papermaking.” Journal of Colloid and Interface Science, 88(2), 468–476.

这些研究一致认为，三胺在造纸湿部系统中表现出良好的多功能性，既能改善纸张性能，又能提升生产效率，并具备较好的环境适应性。

八、未来展望：TEA是否会成为造纸行业的“标配”？

随着全球造纸行业向绿色、高效、智能化方向发展，三胺这类兼具环保性与功能性的小分子助剂，正逐渐受到更多关注。尤其是在中碱性抄纸工艺普及的大背景下，TEA的优势愈发明显。

当然，任何化学品的使用都不是“万能钥匙”。未来的研究仍需进一步明确TEA的佳使用条件、与其他助剂的配伍关系，以及长期使用的生态影响。此外，随着纳米材料和生物基化学品的兴起，TEA是否会被新型替代品取代，也是值得持续观察的方向。

九、结语：一张纸的背后，藏着化学的温度

当我们轻轻翻动书页、写下一段文字时，或许不会想到，那些看不见的“化学精灵”正在默默工作，为我们带来更优质的阅读体验和生活便利。

三胺，这个看似普通的化合物，正是其中一位低调却高效的“幕后推手”。它没有华丽的名字，也没有炫酷的功能，但它用自己的方式，让每一滴水都更有价值，让每一张纸都更接近完美。

下次你拿起一张纸的时候，不妨多看一眼，也许你能感受到那份来自化学世界的温柔与智慧。

参考资料：

• 李明等，《三胺在造纸湿部系统中的应用研究》，《中华纸业》，2020年第4期
• 张伟，《碱性抄纸中pH调节剂的选择与比较》，《中国造纸》，2019年第6期
• 王芳等，《助留剂与缓冲剂协同作用机理探讨》，《轻工科技》，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
• Lindström, 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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• NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系，快速固化。

• NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性比T-12高，优异的耐水解性能。

• NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，该系列催化剂中活性高，常用于替代T-12。

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• NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂，可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性较低，满足各类环保法规要求。

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