禁废令对中国造纸业的影响

文 罗明翔

索理思（上海）化工有限公司

从2017 年起，中国出台相关政策开始禁止进口固体废弃物，并逐步加强了对造纸行业进口废纸的管控。2018 年，国家相关部门发布的进口禁令规定，混合废纸以及几乎所有消费后塑料禁止进口。2021 年1 月1日起，包含旧瓦楞纸箱（OCC）以及其他更高品质的回收纤维在内的所有废纸禁止进口。

禁废令大幅减少了我国造纸企业可获得的纤维原料数量，在禁废令发布之前的2016 年，废纸进口量约2850 万t，到2019 年这个数字降至1036 万t，而在整个2020 年的下降幅度更大，降至689 万t。受此影响，国内造纸企业不得不转而使用本地废纸，但其质量远不如来自于美国和欧洲的废纸。

针对这些问题，部分纸企采取了一些变通措施，例如将原生浆与国废混合使用，或将美国、欧洲等地的OCC 进口到越南或老挝等东南亚国家进行预处理，然后再出口到中国。不过大多数纸企开始与化学品供应商合作开发其他解决方案，以保持生产效率，并维持其利润不会下滑。

1 回收纤维在生产中存在的问题

造纸企业遇到的质量问题与回收纤维的固有特性直接相关。回收会导致纤维随着时间推移而变形受损，并最终导致强度降低。主要原因有二，即角质化和因填料的存在而导致的二次弱化。经过反复的回收流程，纤维就会产生角质化。这会降低与邻近纤维的结合强度，从而降低纤维干燥和重新湿润后的膨胀能力和灵活性。

填料的存在起到了类似的效果。取代纤维的填料降低了再生纸承受和分散压力的能力。纤维含量越少，纤维与纤维之间的结合就越少，成纸强度从整体上就弱化了。因此，纤维通常只能回收3～5 次，回收次数过多，纤维强度将无法满足使用要求。

化学干预可以有效缓解回收纤维的这一问题，大多数造纸企业都会与化学品供应商合作寻找能够平衡成本、运行性能和纸张质量的解决方案。

2 通过化学助剂的添加改善纤维强度

总体来说，有部分中国造纸企业通过提高纸张定量来提高纸张强度。但由于木材成本占成品纸张总成本的比例很高，所以提高纸张定量在经济上并不十分可行，也不可持续。在北美和欧洲，造纸企业更多是通过采用轻量化技术，在保持纸张现有强度的同时降低其定量，由此可以减少原生纤维的消耗，并减少需要运输的产品数量，降低运输成本和碳排放。

实现轻量化就要依靠化学添加剂来提高纤维强度。在中国占据干强度市场90%的首选添加剂是两性聚丙烯酰胺，即AmPAM，是同时含有正电基和负电基的聚合物。在最佳pH 值条件下，AmPAM 会形成大型聚合物，能够有效增加强度，不过剂量需求很大，每吨纸需要的添加量达30～50 kg。AmPAM 的一个通病是其排水效率低于其他化学品添加剂，这会导致生产效率降低。

一种叫作乙二醛改性聚丙烯酰胺（GPAM）的纤维强度增强剂，是预聚物聚丙烯酰胺与乙二醛（C2H2O2）交联形成的聚合物。GPAM 通过聚合物与纤维素纤维之间形成的共价键和氢键提高强度。这两种键都能提高机械阻力，进而提高干强度。因为提升的是共价键的强度，因此，GPAM 即使在较低剂量下也能对干强度有明显提升，每吨纸可能只需要1～3 kg。出于这个原因，加之能改善排水，GPAM 作为干强剂被越来越多地用于各种类型的纸张，特别是纸板产品。

聚合物在改善纸张湿强度方面也发挥着重要作用，其中两种最重要的湿强剂是聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)和聚乙烯胺(PVAm)。20 世纪50 年代末，研究人员发现，PAE 与半纤维素的羧酸基反应会提高强度，然后与邻近的聚合物形成交联，最终共价结合的聚合物网络使得即使纤维被打湿后也能保持强度。在使用PVAm 时共价结合也很重要，这是一种包含伯胺基的简单化合物。虽然PVAm 聚合物之间的交联对提高纸张湿强度没有作用，但来自带有正电荷的质子化胺和纤维素上的羧基的静电作用力会提升湿强度。

PVAm 还可与AmPAM 配合使用，两者同时使用的效果是单独使用AmPAM 时所无法达到的，最大的优势是可以改善纸张强度，同时还能提高纤维留着率，并改善抄纸时的滤水。此外，PVAm 还有助于减少AmPAM 的用量，减小下游水处理环节BOD 和COD的处理压力。

3 运营变革

除了不断提升纸机设备和纸品品质，纸企还改进自己的生产运营状况。例如将新闻纸和印刷/书写纸纸机升级改造为可生产利润更高的箱纸板或特种纸产品的纸机。这种改造项目非常复杂，但最终利润也非常可观。通过设备升级改造，可以提高生产率，并引入新的产品等级和创新产品，从而扩大市场份额。

对纸企而言，从未涂布纸转产涂布纸产品很有发展前景，尤其是生产采用新一代水性阻隔涂料的产品。例如，将中小型造纸机升级改造为应用水基聚合物乳液或生物蜡涂层的纸板机后，即可生产出多种符合不同应用需求的产品，从食品级到非食品级各种类型的包装用纸。更重要的是，涂有水性阻隔涂层的纸或纸板通常都满足可再制浆、可回收、可堆肥、可生物降解的要求，让造纸企业能实现可持续发展目标。如果将回收的纸制品作为原材料，不仅进一步降低了生产成本，更可实现真正意义上的循环经济。

“工业4.0”计划也为造纸企业带来了进一步提升的希望，包括生产、仓储、物流中一系列可以被广泛采用的技术变革。最初由德国和其他欧洲政府发起的工业4.0 已被包括中国在内的世界各国所接受。将预测分析和人工智能（AI）融入到生产制造是最令人激动的发展之一，由此造纸企业就能使用实时数据以前所未有的方式来优化造纸工艺。随着更多创新技术被采用，工厂将大幅提高生产效率和质量控制水平，同时促进可持续发展目标的实现。

4 结语

对国内造纸企业而言，要在后疫情阶段保持竞争力，就必须克服众多的竞争挑战，不断提高效率、保证质量、提升满足市场需求的能力。此外，造纸行业被认为是实现全球可持续发展目标的重点行业。我国政府也致力于2030 年前碳达峰，2060 年实现碳中和。作为合格的造纸化学品供应商，索理思不仅要提供优秀的化学品产品，还要为制浆造纸企业解决可持续生产和行业增效减排中遇到的问题，为其提供帮助和解决方案。无论造纸企业希望从纸张轻量化、纤维强度提升、设备升级改造等方面进行改进，还是努力实现更加可持续的生产经营，索理思作为优秀的合作伙伴都能让一切都有所不同。

相关链接:索里思

自100 多年前成立以来，索理思就一直在与大量的水密集型工业客户合作，成为全球知名的特种造纸化学品生产商，经营着47 家生产工厂，分布在全球各地靠近客户的地方。索理思还坚持投资和从事广泛的研发工作，并设立了客户应用实验室，具备全面的分析能力、综合纸张测试和水分析资源，以及创新的工艺试验设备。

索理思是中国造纸企业尤其在禁废令实施之后，保持和提升生产效率和利润的理想合作伙伴。其产品组合包括一系列创新的强度添加剂，例如先进的干强度技术HercobondTMPlus，其能提高多种纸张和纸板包装产品的最终使用性能。HercobondTMPlus 在客户的工厂通过专利工艺进行在线功能性化学反应，可使成品纸达到轻量化从而减少运费和碳足迹。

索理思还提供XelorexTM系列纸张性能添加剂，这个聚合物系列能够使湿部工艺更加简化。XelorexTM中的聚合物能有效与纤维和细小成分形成氢键和离子键，为众多包装纸产品提高强度。聚合物的高电荷密度还能提高离子间作用力，在提高纤维留着率、改善浆料滤水效果和浆料电荷控制等方面，起到非常好的效果。XelorexTM添加剂功能众多，可迅速解决多种问题，是新纸机开机和产品升级的理想选择。

索理思还提供全面的水性阻隔涂料产品，以提升防水、防油脂和防水蒸气渗透的应用功能。这些水性涂料可用于多种纸张和纸板包装产品，包括纸杯、快餐食品包装和瓦楞纸箱。索理思还可以根据客户的应用场景进行产品调整以满足各种最终使用要求，比如防水防油等级、印刷适性和胶黏性能等。

索理思凭借先进的监测和控制设备以及优化生产运营的其他技术为所有产品提供支持。例如，公司的OPTIXTM应用智能平台利用人工智能和机器学习为制浆造纸客户提供实时计算的关键质量参数并提供在线预测。有了OPTIXTM，纸机操作人员和管理团队就可以自信地优化生产和化学品使用，降低不合格率，提升生产效率和产量。

OPTIX 应用智能平台