固着剂去除脱墨浆胶体物质的效果与机理研究

采用五种电荷密度相近但分子量不同的聚胺固着剂处理脱墨浆,利用聚焦光束反射测定仪(FBRM)考察浆料中胶体物质数量和聚集形态的变化。结果表明:分子量越低的聚胺越倾向于以胶体固着的机理作用,即胶体物质以单个未聚集的分散形态被直接固着到纤维;分子量越高的聚胺越容易导致胶体聚集,即胶体粒子在固着剂作用下首先形成更大的聚集体,然后部分被留着于纤维网络,部分残留于水相。研究还表明,FBRM是快速区分上述两种机理的优秀工具。     

聚二甲基二烯丙基氯化铵用于控制纸浆中的胶体和溶解性物质

论文对实验室自制的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)在胶体和溶解性阴离子物质(DCS)干扰下的环境适应性、对CPAM助留助滤和AKD施胶的增效作用,以及对纸张性能的影响进行了研究,结果表明:PDADMAC的电荷密度不受pH值及无机盐含量的影响,适合作为阴离子DCS的电中和剂、固着剂;对AKD施胶有明显的增效作用;可有效地抑制DCS对CPAM的干扰,协同CPAM发挥更好的对细料的助留助滤效果,提高纸的强度和不透明度,且用量为0.075%时效果最好。     

聚二甲基二烯丙基氯化铵在造纸中的应用

对实验室自制的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)在胶体和溶解性阴离子物质(DCS)干扰下的环境适应性,阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)助留助滤和烷基烯酮二聚体(AKD)施胶的增效作用,以及对纸张性能的影响进行了研究.结果表明PDADMAC的电荷密度不受pH及无机盐含量的影响,适合作为阴离子DCS的电中和剂、固着剂;对AKD施胶有明显的增效作用;可有效地抑制DCS对CPAM的干扰,协同CPAM发挥更好的对细料的助留助滤效果;提高了纸的强度和不透明度;且用量为0.075%时效果最好.     

淀粉基固着剂控制DCS的特性分析

将一种淀粉基固着剂─低分子量高阳离子度淀粉(LHCS)与传统的聚胺(PA)固着剂分别作用于以树脂酸、脂肪酸组成的溶解与胶体物质(DCS)模型物,通过测定模型物Zeta电位、阳离子需求量等的变化比较了二者的不同作用效果,并通过气质联用仪(GC-MASS)分析模型物各种组分含量的变化,考察LHCS去除DCS的特性。结果表明,LHCS去除脂肪酸、树脂酸的效果优于传统的PA,另外脂肪酸相比于树脂酸更容易被LHCS和PA去除。     

e—CDP／CPAM／MMT三元体系控制废纸浆DCS的作用与效果

研究了阳离子环糊精聚合物（C-CDP）作为固着剂在控制废纸浆DCS的作用,结果表明其对溶解物质和胶体物质具有很好的去除效果,当用量为1％时,浊度、阳离子需求量和COD分别减少了98．67％、95％和48．17％。研究TC-CDP／CPAM／MMT体系在控制废纸浆DCS的协同作用,结果表明：C-CDP／CPAM／MMT三元体系对控制废纸浆DOS具有很好的协同作用,在C—CDP用量0．2％、CPAM用量0．1％、MMT用量0．2％时,废纸浆的Zeta电位绝对值逐渐减小,滤水性能提高45．06％,电导率下降约4．57％,阳离子需求量和浊度显著下降。     

阳离子微粒助留剂氢氧化镁铝

研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和阴离子/阳离子聚丙烯酰胺复合物与胶体氢氧化镁铝的协同助留作用。结果表明,在CPAM低加入量下,不论加入顺序如何,胶体氢氧化镁铝都能够有效地提高CPAM的助留效率,当氢氧化镁铝加入量为0.4%时,纸料留着率达80.22%。APAM/CPAM复合物在质量比值较大时表现出良好的协同助留效果,当氢氧化镁铝加入量为0.6%,APAM/CPAM复合物在质量比为10∶2时,纸料留着率最高可达95.8%。     

高取代度阳离子淀粉作为阴离子垃圾捕集剂在高得率浆中的应用

含有阴离子垃圾的高得率浆(HYP)和回收纤维作为纸张生产原料的应用正不断增加。PEI、CPAM和PDADMAC都是传统的阴离子垃圾捕集剂(ATCs)。本文研究一种选择性的ATC,即高取代度的阳离子淀粉(HS-CS)。在含溶解物与胶体物(DCS)纸料中评价不同取代度(0.57～0.97)阳离子淀粉的阴离子垃圾捕集效率。结果表明:HS-CS是一种非常好的阴离子垃圾捕集剂。加入HS-CS后,DCS在微粒助留系统中的不利影响被减小,且助留剂的助留效果也被提高。动态絮凝实验中也能得到相同的结论。     

造纸过程中固着剂与溶解和胶体物质间的相互作用研究

固着剂通常为高度阳离子和低分子质量的聚电解质,广泛应用于造纸工业,用来将溶解和胶体物质(DCS)附着到木材纤维上,并将其从造纸系统中除去。然而,固着剂与DCS之间的相互作用仍然不太明确。在本研究中,以氧化淀粉、树脂酸及其混合物分别作为模拟造纸配料中溶解物质(DS)、胶体物质(CS)及溶解和胶体物质(DCS)的模型。实验采用3种不同的多胺固着剂(PA)进行处理,并通过分析固液分离后模型化合物的残留浓度来评价其对系统稳定性的影响。DS与CS的相互作用可以由实验结果来推断。在单一系统中,固定剂除去氧化淀粉的效果比较差,而除去树脂酸的效果比较好。然而,在混合DCS系统中,氧化淀粉的去除得到改善,而树脂酸的去除则变差。结果表明,当混合DCS系统中加入固着剂时,首先将DS改为DS-聚电解质复合物(PEC),并将PEC连接到CS颗粒表面,提高后者的稳定性,使其更难以被去除。另一方面,一旦CS稳定性受到干扰并且有絮聚发生,与单一的DS系统相比,更多的DS可以被去除。     

微粒助留剂系统的絮凝机理

微粒助留系统（CPAM和阴离子高岭土）被用于纤维絮凝的研究。和单组分系统（CPAM）相比，双组分系统的效率随着微粒表面吸附的聚合物的增加而增加。这一结论是由高岭土和添加了不同用量的CPAM的纤维之间的结合实验得出的。另一系列实验表明，在加入微粒助留剂之前，添加一种低分子量聚合物可以增强微粒系统的效率。这种低分子量聚合物可以起到区域阻塞的作用，从而增加了助留剂聚合物分子链的延伸。     

填料对湿纸幅强度的影响

研究了不同加填量和不同粒径的PCC(沉淀碳酸钙)对湿纸幅强度的影响,同时测定了干度在30%～55%范围内加填PCC后湿纸幅间的摩擦。结果显示,用CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)作为助留剂时,加填PCC后,其可形成大粒径聚集体,对湿纸幅强度产生不利影响;用PEI(聚乙烯亚胺)作为助留剂时,加填PCC后聚集体粒径减小,湿纸幅强度与未加填PCC时基本相同。这表明沉积在纤维上的PCC颗粒或小粒径聚集体能够增加纤维间摩擦,进而增加了交织摩擦与湿纸幅强度;反之,PCC大粒径聚集体易与纤维分离,纸张成形时妨碍纤维交织,降低湿纸幅强度。同时发现,向加填PCC的纸幅中添加微细纤维可提高湿纸幅强度,这可能是微细纤维间的机械交织所致。     

高取代度阳离子淀粉和瓜尔胶控制废纸浆胶粘物

分别考察了高取代度阳离子淀粉(HCS)、高取代度阳离子瓜尔胶(HCG)、聚胺(PA)等组成的单一体系、二元体系以及三元体系控制废纸浆胶粘物的效果。结果发现,单一体系的效果均不理想,而且HCS与HCG的效果差于PA;在化学品总用量相同条件下,二元体系明显优于单一体系,三元体系的效果更佳。HCS、HCG和PA具有不同的作用机理,尽管HCG的取代度(DS=0.30)远小于HCS(DS=0.94),HCG的效果却好于HCS。电性中和理论能较好地解释浆料滤液阳离子需求量和COD的变化,但对胶粘物去除效率和滤液浊度的变化等性能则不能完全解释。HCS与HCG控制胶粘剂的机理可能涉及到与DCS间的氢键结合。     

高分子聚合物对纸张施胶性能的影响

研究了阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、PAE、阴离子聚丙烯酰胺和PAE、阴离子聚丙烯酰胺和阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺和和改性膨润土等对麦草浆阳离子松香胶施胶性能的影响,探讨了高分子聚合物作为助留剂的最佳用量.结果表明,用0.05%的阴离子聚丙烯酰胺和0.5%的PAE双元助留对麦草浆的施胶效果最好.     

白水溶解湿部化学助剂对系统留着性的影响

分别利用清水和白水溶解各种化学助剂,考察了浆料与填料的留着性。结果表明:与清水溶解化学助剂相比,利用白水溶解CPAM和膨润土以及固着剂,所得到的助留效果基本一致。因此,工厂利用白水溶解CPAM和膨润土以及固着剂是可行的,对系统的留着性不会产生不利影响。     

阳离子聚丙烯酰胺助留助滤作用的研究

本论文用共聚法合成了阳离子聚丙烯酰胺（CPAM），并进行了漂白麦草浆的助留助滤应用实验，并与进口CPAM的效果进行对比，研究了混合时间、硫酸铝的用量、浆料的pH值等因素对CPAM助留助滤性能的影响。     

果胶酶处理BCTMP中DCS及其对阳离子助剂作用效果的影响

研究了BCTMP中DCS对阳离子聚丙烯酰胺和聚乙烯亚胺助留效果的影响,并使用果胶酶处理DCS,比较了酶处理前后DCS对阳离子助剂的作用效果。结果表明,机械浆中DCS特别是溶解物质DS能够明显降低阳离子聚丙烯酰胺的助留效果,随着DCS浓度的增加,细小纤维的留着率降低。高电荷密度的聚乙烯亚胺的加入能够中和DCS中的阴离子垃圾,提高阳离子聚丙烯酰胺的助留效果。果胶酶能够降解DCS中产生阴离子垃圾的主要物质果胶酸。DCS经果胶酶处理后,阳电荷需要量明显降低。与不用果胶酶处理相比,果胶酶处理后的DCS对聚丙烯酰胺助留效果的有害影响减小,细小纤维的留着率明显上升。     

旧报纸碎浆中溶解与胶体物质对纸浆性能的影响

对旧报纸碎浆过程中产生的溶解与胶体物质(DCS)对纸浆光学性能、物理强度性能和滤水性能的影响进行了探讨.结果表明,增加DCS含量可降低纸浆白度,当DCS含量为100%时,纸浆白度下降了5.3%ISO.随着体系中DCS含量增加,纸浆的抗张强度、撕裂强度、耐破指数均有所降低.此外,DCS含量的增加亦可降低CPAM作用效果.     

CPAM乳液增强剂在漂白麦草浆中的应用

就实验室自制的水包水型CPAM乳液在漂白麦草浆中的应用条件如CPAM乳液用量、与漂白麦草浆反应时间、填料的使用、浆料pH值、剪切强度等对其增强效果的影响作了深入研究,并探讨了CPAM乳液与价格较低的增强剂产品的共用效果,得出最佳应用条件,同时对其助留作用进行了初步评价.     

纳米TiO_2对造纸白水中DCS的除去与作用机理研究

造纸白水封闭循环是解决纸厂节约用水的有效途径之一,除去与控制白水中DCS是其关键技术。实验室模拟循环抄纸过程,应用常规助留助滤剂与纳米TiO2胶体及其二元复配助留助滤剂体系,测定白水中COD值,以其表征DCS浓度随着抄纸循环次数增加的变化规律,研究结果表明：当不使用或使用常规助留助滤剂时,白水中的DCS浓度随循环次数增加而增大;但当使用纳米TiO2胶体或其相应二元复合体系作为助留助滤剂时,白水中的DCS在初始阶段增加,随即达到稳定值。这一研究结果说明纳米TiO2胶体具有除去与控制白水中DCS的功能。纳米TiO2胶体对DCS溶液自动滴定作用机理研究显示,这一功能是通过吸附絮凝起作用的,絮凝过程并非电荷中和引起。     

三元助留体系对二次纤维的助留助滤作用

研究阳离子淀粉(CS)/阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)/膨润土三元微粒助留助滤体系对国产废箱纸板浆料的助留助滤作用及成纸性能。用SZP06和PCD03对浆料表面电荷和溶解电荷的测定表明,取代度为0.04的CS加入量为0.4%时能较好地吸附浆料体系中的阴离子垃圾。采用正交实验的方法对三元助留助滤系统中的三种助剂进行了优化,结果表明CS、CPAM和膨润土较合适的用量分别为0.6%、0.09%和0.25%;当CS在第7s加入、CPAM在第10s加入时,浆料的留着率达到90.6%。加入CS后的三元体系与CPAM/膨润土二元体系对成纸物理性能的比较表明,三元体系手抄纸抗张指数提高20.7%,撕裂指数提高16.7%,耐折度提高33.3%。