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聚合氯化鋁（Polyaluminum Chloride，PAC）是一種廣泛應用于水處理、造紙、紡織、印刷等行業的無機高分子絮凝劑。在造紙行業中，聚合氯化鋁主要用作紙張的施膠劑，其背后的化學原理主要涉及以下幾個方面：
1. 鋁離子的水解反應：
聚合氯化鋁在水中會水解生成鋁離子（Al3+）和氯離子（Cl-）。鋁離子會進一步水解成氫氧化鋁（Al(OH)3），這是一個典型的兩性氫氧化物，既可以溶于強酸，也可以溶于強堿，但在中性或弱堿性條件下傾向于沉淀。
2. 氫氧化鋁的絮凝作用：
在造紙行業中，聚合氯化鋁的絮凝作用非常重要。當鋁離子水解產生的氫氧化鋁遇到紙張纖維或其他懸浮顆粒時，它會通過靜電吸引和橋接作用將這些顆粒聚集在一起，形成較大的絮凝體。這些絮凝體由于其較大的尺寸和質量，易于在造紙過程中被過濾或沉淀下來，從而提高紙張的脫水性能和強度。
3. 紙張的施膠：
在造紙過程中，聚合氯化鋁可以通過施膠工藝添加到紙漿中。施膠的目的是為了提高紙張的抗水性、光澤度和強度。聚合氯化鋁在紙漿中會形成一層致密的保護層，這層保護層可以防止水分滲透，同時還能填充紙張纖維之間的空隙，提高紙張的平滑度和光澤度。
4. 化學交聯：
聚合氯化鋁中的鋁離子還可以與紙張纖維中的羧基、酚羥基等官能團發生化學反應，形成化學交聯，進一步加強紙張的結構和強度。這種交聯反應使得紙張在受到外界壓力或濕度的變化時，能夠更好地保持其形狀和尺寸穩定性。
5. 調節pH值：
聚合氯化鋁具有一定的酸性，其添加到紙漿中可以調節紙漿的pH值，使其更適合后續的加工過程。pH值的調節對于控制紙張的性能和防止微生物生長至關重要。
總之，聚合氯化鋁在造紙施膠中的應用涉及多種化學過程，包括水解、絮凝、施膠和化學交聯等，這些過程相互作用，最終影響到紙張的性能和質量。通過合理控制聚合氯化鋁的使用量和使用條件，可以有效提高紙張的抗水性、強度和平滑度，從而滿足不同應用領域的需求。
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