含有改性纳米CaCO3的纸张涂料的流变行为

以阳离子表面活性剂、偶联剂及脂肪酸为表面改性剂获得表面性能不同的3种纳米CaCO3改性产品。用透射电镜桨相关化学分析方法表征了改性纳米CaCO3的界面行为。将改性纳米CaCO3加入纸张涂料体系中,制得不同配方的纸张涂料,并对涂料的静态流动性能和动态黏弹性进行了研究。结果表明,与加入普通CaCO3的传统涂料相比,含纳米CaCO3的纸张涂料具有较高的表观黏度、动态弹性模量和黏性模量,相位角则较低。表面亲油疏水的纳米CaCO3能够很好地与胶乳、增稠剂等聚合物胶体结合,弹性模量较大;而表面亲水的纳米CaCO3所制得的纸张涂料动态黏弹性较小。     

纳米级碳酸钙对涂料和纸张性能的影响研究

研究纳米级CaCO3对涂料以及涂布纸性能影响，适当的纳米级CaCO3用量能够提高涂布纸性能的表面强度和油墨吸收性，但用量过大，若分散不佳，粒子的团聚将导致涂布纸性能的下降。     

改性纳米CaCO3水相分散体系流变行为及其流变参数拟合(Ⅰ)——铝锆偶联剂用量对分散体系流变行为的影响

采用铝锆偶联剂对纳米CaCO,进行表面改性,对改性纳米CaCO3水相分散体系的流变数据进行测定,并借助非牛顿流体模型实现流变参数的拟合.结果表明,在低剪切速率下,改性纳米CaCO3水相分散体系的表观黏度随着剪切速率的增大而下降,即剪切变稀,呈现假塑性流体特性;在高剪切速率下,随着剪切速率的增大,分散体系的表观黏度变化很小.呈现近牛顿型流体特性.采用铝锆偶联剂对纳米CaCO3,进行表面改性,可明显改善纳米CaCO3在水相体系中的流动性,使屈服应力、零剪切黏度及极限黏度都明显减小.根据Herschel-Bulkley模型拟合结果,未经表面改性的纳米CaCO3水相分散体系的流动特性指数和屈服应力分别为1.489和2.767 Pa,呈现剪切变稠流动趋势,表明分散体系的不稳定性,部分粒子发牛团聚;而经2.0%铝锆偶联剂改性的纳米CaCO3水相分散体系的流动特性指数和屈服应力分别为0.880和1.250 Pa,呈现明显的假塑性流体特性,分散体系流动性较好.     

改性纳米CaCO3分散体系稳定性和扩展DLVO理论

通过对分散体系黏度、固含量及Zeta电位的测定,探讨了表面改性过程的超声预处理、反应温度、改性剂用量及体系pH值等因素对改性纳米CaCO3水相分散体系稳定性的影响.结果表明,对纳米CaCO3水相分散体系进行超声预处理15min,以铝锆有机金属络合物偶联剂为改性剂,其质量分数为2.5%,同时控制改性体系的pH值为9时,改性纳米CaCO3水相分散体系的黏度较小,固含量较大,分散稳定性较佳.利用扩展DLVO理论对分散体系的稳定机理进行探讨,认为改性纳米CaCO3水相分散稳定性的改善主要归因于偶联剂在纳米颗粒表面的吸附使得空间位阻效应变大,从而空间位阻势能增大.     

纳米CaCO3的表面改性及在水中的分散性能

利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性纳米CaCO3.对改性前后的纳米CaC03进行了FT-IR光谱分析和透射电镜观察,测定了沉降体积、表观黏度、浊度和颗粒粒度分布,对其在水中的分散性能进行了评价.结果表明,经表面改性后,纳米CaCO3在水中的润湿性及分散稳定性有很大改善.     

钛白粉与空心塑性颜料对涂布纸纸性的影响

以空心塑性颜料与钛白粉作为功能性颜料,通过配比,以颜料总的固含量占5％加入到涂料中。通过对涂布纸的白度、平滑度和光泽度的测定,研究了这两种功能性颜料对涂布纸纸张性能的影响。研究发现：当空心塑性颜料的加入量大于钛白粉时,涂布纸的白度和光泽度明显具有优势。随着空心塑性颜料的加入量减少,钛白粉的加入量增多,涂布纸的白度与光泽度随之下降。涂布纸的平滑度虽然没有递增或递减的趋势,但当空心塑性颜料为3％,钛白粉为2％时,涂布纸具有最大的平滑度。     

聚乳酸接枝马来酸酐/淀粉共混物对涂料流变性及纸张性能的影响

将聚乳酸接枝马来酸酐与淀粉共混物作为胶黏剂用于造纸涂料中,研究了改性聚乳酸不同用量对涂料流变性以及对涂布纸白度、表面强度、油墨吸收性能的影响;同时与涂料中常用的合成胶乳丁苯胶乳作比较。结果发现:改性聚乳酸用量的增加可以显著降低涂料低剪切黏度和高剪切黏度,改善涂料流变性;同时,随着改性聚乳酸用量增加,涂布纸白度、表面强度和油墨吸收性提高;另外,改性聚乳酸/淀粉共混物作为胶黏剂使用与丁苯胶乳对涂布纸性能影响相差不大,可替代丁苯胶乳或与之配合使用,获得更好的涂布纸性能。     

CMC用量对涂料及涂布纸性能的影响

通过调节涂料配方中CMC的用量,检测其对涂料及涂布纸性能的影响。结果表明,在一定范围内,CMC用量增加,涂料形成的网状结构更强固,涂料黏度增加,触变性增加,保水性更好;CMC/胶乳涂料体系中,CMC用量增加对涂布纸的涂层结构有一定的影响,粗糙度增加,光泽度下降,印刷光泽度有先增加、后下降的趋势,白度增加,对表面强度影响较小。     

纳米SiO2在涂布纸中的应用及其对涂层性能的影响

采用在面涂涂料中添加纳米SiO2改善涂布纸的耐光性能,通过分析涂布纸张的表面性能及耐光实验后的白度、光泽度、色差、表面强度、粗糙度,确定纳米材料的用量。实验表明：添加纳米SiO2对涂布纸涂层的光泽度和表面强度有一定的改善作用,纳米SiO2的用量为0．4份时,涂层耐光性能最好,白度损失为10．6％,表面强度损失15．9％,而空白试样的白度损失为17．1％,表面强度损失16．7％。     

滑石粉的粒度分布与其在造纸涂料上适用性的关系

用做纸张涂布白色颜料的涂料级滑石粉的粒度分布是影响其在涂料上适用性、涂布纸性能的关键性因素.滑石粉必须微细化才能用于涂料.每种滑石粉在微细化过程中均有“最佳点”.此时涂布纸具有最佳表面强度、光泽度和印刷光泽度,滑石粉浆料和涂料性能均处于适宜水平.过此最佳点再进行微细化,则涂布纸表面强度下降,光泽度、印刷光泽度也不上升,滑石粉浆料和涂料粘度上升,不仅产量、质量同时下降,且给操作带来不便。     

阳离子淀粉改性PCC填料及其应用研究

采用阳离子淀粉对轻质碳酸钙（以下简称PCC）进行改性,研究了阳离子淀粉用量、温度、时间和搅拌速度对改性效果的影响。通过单因素实验结果确定出最佳改性条件：阳离子淀粉用量30%（相对于PCC质量）,温度90℃,改性时间60min,搅拌速度为500r/min。对改性PCC进行SEM表征,证明了阳离子淀粉成功地包覆在PCC表面。同时进一步研究改性PCC和未改性PCC对纸张抗张强度、撕裂强度性能的影响。结果表明,在相同加填条件下,加填改性PCC的纸张抗张强度、撕裂强度性能优于加填未改性PCC的以及PCC和淀粉分别加填的。     

Microstructuring of metal effect pigments in functional coatings on textile substrate

A coating system for polyester fabrics is developed containing metal effect pigments and a polyurethane binder. The metal pigment is made of copper, is of microscaled size and anisotropic shape. It is originally used for optical modification but can also be used to introduce other functional properties. The polyurethane binder is needed to fix the pigments on the textile surface. The aim of the current investigation is to present that the binder has not only the task to fix the pigment but can be also used to structure the pigment surface. The binder application leads to formation of microstructures on top of the pigment surface, probably as a result of a dewetting process. Based on this microstructured pigment surface, in future, textile coatings for improvement of water-repellent, antimicrobial, and antistatic properties could be developed.     

纳米TiO_2/β-CD光催化纸耐老化性能的研究

在紫外老化箱中对原纸表面涂覆不同比例的纳米TiO2/β-环糊精(β-CD)涂料的涂布纸进行抗紫外光返黄实验,并利用SEM和FT-IR等手段分析光照前后的纸张涂层结构和涂料成分。结果表明:经紫外光照30h后,涂布纸表面涂层稍有结块,而涂料成分没有发生明显变化;光照前后涂覆不同比例的纳米TiO2/β-CD涂料的涂布纸物理性能均优于涂布原纸,其中用含量为2%纳米TiO2和1%β-CD(均相对于涂料的质量分数)的涂料涂覆的涂布纸的物理性能和光学性能最好;用含量为3%纳米TiO2和1%β-CD的涂料涂覆的涂布纸不仅不能提高纸页的抗返黄能力,反而会加速其返黄进程。     

玻璃纤维改性及其配抄性能的提高

利用阳离子淀粉和羧甲基纤维素钠处理液对玻璃纤维进行浸渍处理,通过测定手抄片抗张强度、撕裂强度和挺废,研究浸渍处理的玻璃纤维与植物纤维的配抄性能。结果显示,玻璃纤维经羧甲基纤维素钠和阳离子淀粉液分别浸渍处理或交替处理后,能显著改善玻璃纤维对配抄纸张抗张强度、撕裂强度的不利影响,并进一步改善了纸张挺度。     

研磨碳酸钙的胶乳改性及其在加填纸中的应用

采用胶乳对填料级研磨碳酸钙(GCC)进行表面改性,对改性GCC的基本性能及其加填性能进行了研究。结果表明,采用胶乳对GCC进行表面改性时,胶乳在GCC表面的吸附率超过了99%;经过胶乳改性后,填料的白度略有降低,填料平均粒径虽然变大但粒度分布变窄;与未改性GCC相比,改性GCC加填纸的强度性能得到明显提高,在胶乳用量为2.0%(对GCC)、保持纸张强度性能不变条件下,纸张灰分含量从15.8%提高到31.1%,同时光散射系数得到明显改善;且改性GCC可明显提高纸张的施胶性能。     

酸碱两步法改性硅灰石的表征及对纸张性能的影响

研究了经酸碱两步法改性处理后的硅灰石形态结构变化及作为填料对纸张性能的影响。结果表明,先用H2SO4使硅灰石部分溶解,然后调节p H值至碱性,以使溶出物质再沉积到颗粒表面,形成疏松多孔包覆层,在保持硅灰石原有针状形态的基础上,实现了硅灰石颗粒表面结构的重建。与未改性硅灰石相比,改性后硅灰石的粒径有所增加,白度提高;其加填纸的白度高、松厚度好、强度降低少。虽然改性硅灰石在纸张中的留着率低于未改性硅灰石,但高于GCC填料。     

涂布箱纸板的光学性能与印刷适性

研究了重质碳酸钙(GCC)、高岭土及它们不同比例混合使用和淀粉对涂布箱纸板白度、表面强度和印刷光泽度的影响.结果表明,涂布箱纸板的白度不仅依赖于颜料自身的白度,而且取决于原纸的白度,在褐色箱纸板上涂布时,全高岭土预涂的箱纸板白度高于全GCC预涂的.涂布箱纸板的表面强度和印刷光泽度均随着面涂层中GCC含量的增加而降低.在涂料中加入荧光增白剂(OBA)和淀粉可显著提高涂布箱纸板的白度,淀粉的加入也可提高涂布箱纸板的表面强度,但淀粉对印刷光泽度几乎没有影响.     

偶联剂改性碳酸钙晶须在涂布中的应用

为了探究晶须在造纸涂布体系中的应用,分别采用铝钛复合偶联剂和钛酸酯偶联剂改性作为功能性组分添加于纸张涂布体系中的晶须后进行性能分析,扫描电镜分析表明晶须粉体形貌没有变化,分散性得到显著改善。接触角测定表明改性后的晶须表面性能改变,由亲水性变成疏水性。将改性晶须加入纸张体系后制得造纸涂料,探究涂料的流变行为。结果表明：（1）加入改性后的晶须能显著增强涂料体系中各组分的相容性,使体系流动阻力减小,黏度降低,更便于涂布流送;（2）加入改性后晶须的纸张的抗张强度、耐破度、耐折度、白度等物理性能均有明显改善,偶联剂的改性增强了纸张纤维间的结合力。同时铝钛复合偶联剂作为复合材料的优势发挥明显,应用于纸张涂布中,比单一的钛酸酯偶联剂更能增加纸张纤维间的结合强度,涂布纸张物理性能改善更加明显。说明通过对晶须改性并应用于造纸涂料中,更进一步拓展了铝钛复合偶联剂和钛酸酯偶联剂应用范围,同时也为碳酸钙晶须更有效应用于纸张涂布中提供了依据。     

颜料窄粒径分布对涂层性能影响的研究

研究了颜料的不同粒径分布,特别是窄粒径分布对涂布纸涂层性能的影响.结果表明窄粒径分布能增加涂层性能,颜料粒子的窄粒径堆砌结构形成的湿涂布层的微粒堆积密度较小,形成更开放式的滤饼层,导致快速脱水,具有较高的湿孔隙率,较低的不动点固含量,较高的光散射系数,粒子的均一性也赋予涂层具有较好的平滑度和光泽度.