沉淀碳酸鈣的表面改性及在造紙中的應(yīng)用

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1、沉淀碳酸鈣的表面改性及在造紙中的應(yīng)用造紙工業(yè)漿料中的部分原生纖維很早就用礦物填料來代替。紙張的光學(xué)性能、紙張的勻度、印刷適性、造紙成本決定了填料的添加量。而紙張中填料含量的增加,會降低纖維與填料、纖維與纖維之間的結(jié)合力,從而導(dǎo)致紙張的松厚度、挺度和強度的降低以及紙張的掉毛、掉粉和紙機磨損。碳酸鈣的表面改性是改善加填紙性能的有效途徑之一,這方面的研究在這幾年十分活躍。在造紙過程中為使填料加添量以及填料加添后的造紙效果達(dá)到最佳,同時控制造紙中出現(xiàn)其它問題。前人對填料做了大量的研究,如填料的預(yù)絮聚、細(xì)胞腔加填

2、、不同漿種與填料結(jié)合、在紙張中加填淀粉等。在本課題研究中,采用淀粉與脂肪酸或脂肪酸鹽復(fù)配,對輕質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性,從而改善纖維與填料間、纖維與纖維間的結(jié)合,改善填料留著率以及紙張強度。研究分兩階段進(jìn)行:第一階段:首先通過脂肪酸或脂肪酸鹽與淀粉復(fù)配,對輕質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性,將相同量的改性碳酸鈣加添到紙張中,通過對紙張的耐破強度、抗張強度、撕裂強度的結(jié)果綜合評價,確定最好的改性劑。采用正交實驗,探討糊化時間、糊化溫度、保溫時間、改性劑用量等因素對碳酸鈣改性的影響,從而確定最佳改性操作工藝條件。采用Zet

3、a電位、電導(dǎo)率等手段表征改性后碳酸鈣的特性,并利用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡(SEM)觀察改性前后碳酸鈣形貌表征。研究結(jié)果表明:由硬脂酸/淀粉改性輕質(zhì)碳酸鈣的效果最好,改性后輕質(zhì)碳酸鈣的Zeta及電導(dǎo)率發(fā)生明顯變化;改性后輕質(zhì)碳酸鈣的顆粒沒有明顯團(tuán)聚現(xiàn)象,其在水中的分散性能也較好。第二階段:先將硬脂酸/淀粉改性輕質(zhì)碳酸鈣加填到紙張中,研究改性后紙張的各項物理性能及光學(xué)性能等變化。然后采用濁度計和動態(tài)濾水儀間接反映改性填料的單程留著率,并利用SEM觀測紙張的形貌特征。研究結(jié)果表明:抄紙過程中,改性碳酸鈣的單程留

4、著率比未改性碳酸鈣在紙張中的單程留著率高,以改性碳酸鈣為填料的紙張物理性能明顯提高,但白度與不透明度比未改性的有所降低。