淀粉改性碳酸钙填料对改善纸张性能的研究

利用淀粉与硬脂酸钠形成复合物同时添加淀粉交联剂对沉淀碳酸钙(PCC)进行覆膜改性。比较了改性PCC加填与传统加填的使用效果,研究了改性PCC在不同加填量下对纸张施胶性能和纸料留着率的影响。结果表明:在灰分相同时,改性PCC加填的纸张性能要明显好于未改性PCC加填的纸张;在相同添加量和相同AKD用量下,改性PCC加填的纸张的施胶效果好于未改性PCC加填的纸张。在相同的填料添加量时,改性PCC加填的留着率高于未改性PCC加填。     

淀粉-硬脂酸复合物改性PCC的制备及其应用

针对造纸常用填料沉淀碳酸钙(PCC)加填量较大时纸张强度严重下降的问题,利用淀粉-硬脂酸复合物同时添加交联剂六偏磷酸钠的方法对PCC进行表面改性,研究改性PCC制备工艺及改性PCC和未改性PCC对纸张物理性能的影响.结果表明,当淀粉用量为PCC质繁的25%,淀粉质量分数为3.0%.硬脂酸用量为PCC质量的4.0%,交联剂用量为PCC质量的1.0%时,制得的改性PCC性能较好.相同灰分含最下,与加填未改性PCC纸张相比,加填改性PCC纸张的抗张指数、耐破指数、撕裂指数和白度性能更佳.     

碱回收白泥精制碳酸钙对AKD施胶剂的吸附特性研究

用紫外分光光度法和颗粒电荷滴定法测定了几种碱回收白泥精制碳酸钙(LMCC)和商品碳酸钙(包括PCC1、PCC3、GCC1和GCC2)填料对AKD施胶剂的吸附特性。结果显示,LMCC和GCC1对AKD的吸附量高于实验用其他商品碳酸钙,GCC1的比表面积远低于LMCC,但其AKD吸附量却高于LMCC,这可能与填料的电荷特性密切相关。LMCC加填后成纸的施胶度最差,且随干燥温度的增加LMCC对AKD施胶的负面影响增加,AKD吸附量最高的GCC1加填纸的施胶度远高于LM-CC加填纸,这与通常所认为的吸附量越高的填料对AKD施胶的影响越大相矛盾,有可能LMCC对AKD施胶的影响并非单纯的吸附原因。     

高介电纳米纤维素复合材料的制备及性能

以纳米银负载的钛酸钡纳米粒子为填料,纳米纤维素为基体制备出了具有高介电性能的复合材料。考察了加填量对复合材料的介电性能、热学性能和力学性能的影响,探讨了表面羟基化在改善界面相容性和提高力学性能方面的作用。结果表明:复合材料的介电常数随加填量的增加而提高,当加填量为50%(质量)时,复合材料的介电常数达到17(在1k Hz),介电损耗为1.08(在1k Hz);经表面羟基化的金属银负载的钛酸钡纳米粒子与纳米纤维素之间具有良好的界面相容性,填料在纳米纤维素基体中分布均匀;加填对复合材料的热降解温度影响不大,表面羟基化处理对复合材料的力学性能有显著提高,抗张强度提高了44.4%。     

基于硫酸钡原位沉积的沉淀碳酸钙表面包覆改性与应用研究

采用原位沉积法分别在25℃和90℃将氯化钡和硫酸钠反应生成的硫酸钡对沉淀碳酸钙(PCC)进行包覆改性,对改性PCC的性质及应用进行了研究。结果表明,改性后的PCC表面包覆了硫酸钡,在p H值6.50的蒸馏水中溶解性降低;加填改性PCC的纸料打浆度升高;在90℃下改性、硫酸钡的沉积量为50%时,改性PCC在加填纸中的留着率最高;在25℃下改性、硫酸钡沉积量10%时,改性PCC可以使加填纸的抗张指数提高6.63%;加填改性PCC的纸张白度、不透明度和光散射系数都有所提高。     

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。     

新型硅酸钙填料对施胶效果的影响及其机理研究

研究了粉煤灰联产新型硅酸钙(FACS)填料对加填纸施胶效果的影响,并与沉淀碳酸钙(PCC)和研磨碳酸钙(GCC)进行对比;同时探讨了FACS加填纸的施胶机理并提出了改善FACS加填纸施胶效果的方法。结果表明,与PCC和GCC相比,在相同AKD用量下,FACS对AKD的吸附量更大,施胶效果更差;适当提高干燥温度,有利于改善施胶效果。将预先吸附了AKD的FACS作为纸张填料,同时起到施胶作用。当聚酰胺多胺-表氯醇树脂(PAE)用量为0.1%,阳离子淀粉(CS)用量为1%时,FACS加填纸的施胶效果可得到明显改善。     

填料类型对含高得率浆超级压光纸性能的影响

研究了研磨碳酸钙(GCC)、沉淀碳酸钙(PCC)、瓷土和滑石粉加填对含高得率浆超级压光纸(SC纸)抄造的湿部性能和纸张性能的影响。结果表明,PCC加填时浆料动态留着率和滤水性能要优于另外几种填料;相对于其他几种填料,PCC加填更有利于提高SC纸的不透明度、亮度和光泽度;PCC加填SC纸具有较高的油墨吸收性,但纸张的透印密度低。     

未涂布不含磨木浆纸表面强度与机械强度的关系

衡量未涂布不含磨木浆纸质量的主要指标是表面强度和纸张其他机械强度。在中试纸机上通过添加表面施胶剂或剥离剂、改变填料的种类（GCC或PCC）及用量、改变压光条件等,可生产出不同质量的未涂布不含磨木浆纸,评价了这些纸张表面强度和其他机械强度的关系。结果表明,添加剥离剂或施胶剂对纸张的表面强度和抗张强度有相同的影响;增加填料用量或用PCC代替GCC可降低表面强度、抗张强度及内结合强度;对于添加GCC和PCC的纸张,提高压光压力会降低表面强度,但抗张强度和内结合强度未受影响;增加压光负荷对PCC用量为25%的纸张的表面强度的影响比GCC用量为25%的纸张影响更大;压光对高加填PCC纸张的表面强度的影响尤为明显。     

贝壳粉作为填料对纸张性能的影响

通过与商品轻质碳酸钙(PCC)进行对比,研究了贝壳粉作为填料的性能及其不同用量对纸张强度性能和光学性能的影响,探讨了贝壳粉作为造纸填料的可行性及优势。结果表明,贝壳粉呈梭状的偏三角面体,并聚集在一起成丛簇状,平均粒径为0.44 μm,颗粒尺寸分布均匀,白度为91.4%,沉降体积为5.35 mL/g。加填纸的性能测试结果表明,与PCC加填纸相比,在贝壳粉用量为10%时,加填纸张的强度性能下降较少且光学性能增加较多,加填效果最佳;在加填量相同时,贝壳粉的加填效果与PCC相当,且贝壳粉加填纸的不透明度和光散射系数比PCC加填纸的高,可作为一种新型的造纸填料。     

Interaction between PCC Filler and Cellulosic Fiber in Fiber/Filler Co-refining System

Mineral fillers are important for conserving raw fiber materials and reducing production costs in the paper industry. However, the increase in filler content will inevitably result in strength reduction, which limits the adding amount of filler in paper production. In this study, we designed a cellulose fiber/filler co-refining approach to improve the strength and optical properties of paper; moreover, the synergistic interaction between fibers and precipitated calcium carbonate (PCC) fillers in the co-refining process was investigated. Results of fiber separation and PCC particle size analysis showed that, compared with conventional refining, the content of fines increased, whereas the PCC particle size decreased. More importantly, composites were formed between the PCC and fines, which promoted strength improvement of paper. Physical tests show that the tensile index of paper with 15% PCC content increased by 22% compared with that of the paper filled by conventional method, whereas the brightness and opacity of paper improved by fiber/filler co-refining for a specified filler content. These findings provide a basis for the further development of co-refining filling technology.     

合成硅酸钙在轻型纸中的应用研究

检测分析了合成硅酸钙的性能,并研究了其作为填料在轻型纸中的应用效果.结果表明,合成硅酸钙呈蜂窝状疏松多孔结构,具有比表面积大、密度小、磨耗值低等特性,且含有一定数量的化学结构水,具有较强羟基持有能力;合成硅酸钙作为轻型纸的填料,与轻质碳酸钙(PCC)相比,其单程留着率高,浆料滤水性好;可赋予纸张较高的松厚度,同时对纸张抗张强度和施胶度的负面影响较小.     

白泥碳酸钙特性及其加填纸AKD施胶效率研究

探讨了作为填料的白泥碳酸钙(CCC)的晶型结构及不同晶型结构CCC加填对AKD施胶效率的影响原因及机理。实验结果表明,在灰分基本相当的情况下,具有规则晶型(纺锤状和针状)结构的CCC加填纸的AKD施胶效率明显优于不规则晶型结构的CCC加填纸;不规则晶型结构的CCC的比表面积和孔体积较大,其对AKD的吸附量高,而规则晶型结构的CCC的比表面积和孔体积较小,其对AKD的吸附量较低,AKD施胶效率较高。     

不同形貌PCC作为造纸填料的性能研究

通过控制反应条件,制备了针状轻质碳酸钙(PCC)、纺锤状PCC及无定形状PCC,对其物理性能及对纸张的加填效果进行了研究,并与商品PCC进行对比.实验结果表明,与商品PCC相比,针状PCC的粒径均匀、吸油值高、沉降体积大,作为造纸填料时,对提高纸张白度和不透明度都有较大作用.无定形状PCC用于纸张加填时,纸张的物理强度、白度、不透明度均较低;纺锤状PCC的加填效果基本相当于商品PCC;针状PCC、纺锤状PCC、商品PCC加填纸的施胶效果基本一致.     

硅藻土在造纸法烟草薄片生产中的应用研究

在造纸法烟草薄片生产抄造或涂布工序加填硅藻土,以改善烟草薄片产品品质。结果表明,与抄造工序加填轻质碳酸钙(PCC)的烟草片基和烟草薄片成品相比,加填硅藻土的烟草片基定量、厚度、涂布率及吸液性增加,加填硅藻土的烟草薄片定量、厚度、抗张强度及吸味评分增大;在抄造工序加填PCC-硅藻土,随硅藻土比例增加,烟草片基的定量和灰分增大;在涂布工序涂布液中加填硅藻土,随硅藻土用量增加,烟草薄片的涂布率、厚度、灰分增大。     

淀粉-硬脂酸改性碳酸钙的制备及在造纸中的应用

针对造纸常用填料碳酸钙加填量较大时纸张强度严重下降的问题,利用淀粉-硬脂酸反应形成复合物包覆在碳酸钙表面的方法对其表面改性,研究改性碳酸钙制备工艺及改性前后碳酸钙对纸张物理性能的影响。结果表明：当淀粉用量为碳酸钙质量的20%,搅拌速度500r/min,搅拌时间20min,反应温度40℃,淀粉浓度3.0%,脂肪酸用量为碳酸钙质量的4.0%时,制得的改性碳酸钙性能较好。相同加填量下,加填改性碳酸钙的纸张与加填未改性碳酸钙和传统工艺加填的纸张相比具有良好的性能。     

改性硫酸钙晶须用于纸张加填的研究

研究了硫酸钙晶须的基本性能,并与商品GCC填料进行对比。考察了硫酸钙用于纸张加填所存在的主要问题,并针对这些问题对晶须改性处理。将改性后的晶须用于纸张加填,结果表明:未改性硫酸钙晶须用于纸张加填时,由于其溶解问题导致手抄片灰分较低。采用改性后的硫酸钙晶须加填时,纸张灰分明显提高,达到了PCC加填时的灰分水平,并且纸张强度大幅提高,但光散射系数下降。此外,改性硫酸钙晶须加填纸的灰分为21.95%时,其强度性能与灰分为14.99%的PCC加填纸基本相同。     

填料对二次胶粘物沉积的影响

以丙烯酸树脂作为废纸回用过程中产生的二次胶粘物的模型物,对作为填料的滑石粉和轻质碳酸钙对二次胶粘物的吸附以及沉积性能的影响进行了研究.研究结果表明,填料级的滑石粉和轻质碳酸钙对二次胶粘物具有相近的吸附能力.在没有其他可造成二次胶粘物失稳的物质加入时,滑石粉和轻钙对二次胶粘物的吸附会导致沉积的产生;与不加入填料相比,在阳离子聚丙烯酰胺和阳离子淀粉加入量较低的情况下,填料的加入会导致沉积量的明显增加;而在阳离子聚合物加入量较大的情况下,阳离子聚合物与二次胶粘物以及填料形成的絮聚物在纤维上的有效吸附使这种影响减小.     

轻质碳酸钙的表面改性及其界面行为

研究了经阳离子表面改性剂处理的轻质碳酸钙的界面行为,其悬浮液粘度下降,分散性提高,表面具有正电荷和一定的憎水性.这将有利于填料的留着和纸张质量的改善.     

双助留体系下预絮聚加填对纸张性能的影响

采用阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、皂土双组分助留体系预絮聚烷基烯酮二聚体(AKD)和沉淀碳酸钙(PCC),探究各组分添加顺序对纸张施胶效果、填料留着率及纸张物理性能的影响。对比传统加填工艺发现,采用[PCC+CPAM+皂土+CS+AKD]的预絮聚加填工艺时,纸张的物理性能提高最为明显,纸张抗张指数提高22.4%,耐破指数提高52.0%,同时,纸张的匀度指数从111.9降低至69.0,匀度显著改善。将AKD提前加入浆料中,然后采用[PCC+CS+CPAM+皂土]的预絮聚加填工艺时,纸张的施胶度和填料留着率明显提高,相比传统纸张加填工艺,Cobb_(60)值降低了24.8%,填料留着率提高了3.7%。但所有预絮聚加填工艺由于增大了PCC的颗粒大小,使得纸张白度、不透明度、透气度都有所降低。