利用稻草灰分制备SiO2纳米颗粒和SiO2/CaCO3纳米复合物

利用稻草灰分制备SiO2纳米颗粒和SiO2/CaCO3纳米复合物,并将其用作造纸填料。通过XRD、XRF、TEM、FT-IR及Zeta电位等分析来表征SiO2纳米颗粒和SiO2/CaCO3纳米复合物的性能。与加填商品PCC相比,加填SiO2纳米颗粒和SiO2/CaCO3纳米复合物,可提高纸张的亮度、白度及不透明度等光学性能,但会略微降低纸张强度性能。SiO2纳米颗粒为半晶体相,其在纸张中的留着率高;SiO2/CaCO3纳米复合物的留着率随SiO2与CaCO3摩尔比的增大而增大。     

纳米包覆重质碳酸钙用作造纸填料的研究

在Ca(OH)₂-H₂O-CO₂体系中对重质碳酸钙（GCC）进行表面修饰,达到对其进行纳米包覆改性的目的,借助SEM观察包覆前后颗粒的表面形态,研究了纳米包覆前后500目、800目和1250目GCC加填对纸张性能的影响,结果表明,纳米包覆后GCC的表面性能得到改善;提高了填料留着率;纸张吸收率降低;纸张强度增加;GCC的目数对加填纸张的性能影响不大。     

利用SiO_2包覆PCC提高纸张中的填料含量

将SiO2包覆的沉淀碳酸钙(SiO2-PCC)作为填料加填至硫酸盐桉木浆抄造的手抄片中,保持手抄片灰分为16%~40%,研究了Si O2-PCC对加填纸张主要性能的影响。结果表明,当手抄片灰分相同时,与加填PCC相比,加填Si O2-PCC手抄片的强度性能更好,白度基本相同,但光散色系数和不透明度均有所降低。当手抄片灰分为30%时,加填Si O2-PCC手抄片的抗张指数和Scott内结合强度较加填PCC手抄片分别提高了20%和39%。Si O2-PCC能增加纤维和填料之间的结合,可能是由于纸张成形过程中纤维和包覆在PCC表面的Si O2薄膜上的羟基之间具有氢键结合。     

纳米SiO_2改性聚丙烯薄膜的制备及力学性能研究

为了提高聚丙烯薄膜的力学性能,研制了一种纳米Si O2改性剂,采用熔融共混法将纳米改性剂填充到聚丙烯树脂中,流延、双向拉伸制备聚丙烯/纳米Si O2复合薄膜,并对其拉伸性能、穿刺性能等力学性能及阻隔性能(透湿)进行测试。结果表明,当纳米Si O2质量分数为0.8%时,改性薄膜的拉伸强度较未改性薄膜提高18%,杨氏模量提高58%,断裂伸长率提高65%。     

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。     

纳米TiO2与SiO2改性PVA基复合涂膜研究

为有效提高聚乙烯醇(PVA)的成膜阻湿与抑菌性能,在PVA基膜材料中添加纳米Si O2、Ti O2及TAIC(异氰脲酸三烯丙酯),利用响应曲面实验方法研究纳米Si O2、Ti O2对PVA基涂膜包装材料成膜透湿性能的影响及交互作用。结果表明:纳米Si O2、Ti O2与TAIC对成膜透湿率有显著的交互作用,随TAIC添加量的增加,涂膜材料成膜阻湿抑菌性能随着纳米Si O2和纳米Ti O2比例的适当增大而提高。回归优化的最优组,纳米Si O2添加量0.04g/100m L,纳米Ti O2添加量0.05g/100m L,TAIC添加量2.42g/100m L时透湿率最低,成膜透湿率比对照降低48.09%(p<0.05),在光催化条件下,抑菌性能比对照提高62.39%。     

吸附Ca2+纳米4A沸石与碳酸钙复配用作造纸填料可提高纸张强度性能

将吸附Ca2＋纳米4A沸石替代部分碳酸钙与碳酸钙复配加填纸张的研究结果表明,吸附Ca2＋纳米4A沸石与碳酸钙在粒径分布和形貌特征上具有良好的匹配性;与单独使用碳酸钙加填的纸张相比,吸附Ca2＋纳米4A沸石替代量在50％时,纸张的抗张指数提高了74％;     

纳米TiO_2/SiO_2复合氧化物的制备及其性能研究

以酞酸丁酯和正硅酸乙酯为前驱物,采用溶胶凝胶法制备了纳米钛硅复合氧化物。利用Nano-ZS型纳米粒度仪、红外光谱分析仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)等对制得的纳米Ti O2/Si O2进行表征与分析,并将其应用于棉织物的功能整理中,比较不同整理条件下织物的抗紫外与抗菌效果。结果表明,制备的Ti O2/Si O2复合氧化物以Ti-O-Si键结合,且二氧化硅的加入能有效地抑制晶体粒径的团聚和锐钛矿相向金红石相的转变;整理后的织物抗菌率达90%以上,同时还具有较好的抗紫外线性能。     

纳米二氧化硅-阳离子淀粉二元系统在高加填文化用纸生产中的应用

多项研究认为,纳米二氧化硅-阳离子淀粉（SiO2-CS）系统可用于助留助滤,但却忽略了其可改善纸张强度的潜力。早期研究认为,纳米SiO2-CS系统可诱发微絮聚,进而改善纸张强度性能。文中探讨了纳米SiO2和CS对文化用纸物理性能的影响,以便确定纳米SiO2-CS系统是如何补偿高加填文化用纸强度损失的。研究结果表明,CS的确可改善抗张强度,但其改善作用将随加填量的增大而减弱;CS和纳米SiO2均可改善内结合强度,而且,CS的改善作用更为显著;撕裂指数随加填量的增大而降低;加入CS可部分补偿撕裂指数的损失,但纳米SiO2并无此作用。     

煅烧土/纳米纤维素协同二氧化钛加填对装饰原纸性能的影响

以3种不同性能煅烧土取代20%二氧化钛用于装饰原纸的加填,并分析了对装饰原纸性能的影响;以6%纳米纤维素对二氧化钛进行高速预分散,并分析了纳米纤维素-二氧化钛预分散体加填对装饰原纸性能的影响。结果表明,高吸油煅烧土因为具有较高的比表面积和吸油值,可以改善浆料的滤水性能和纸张的遮盖性能,缺点是会降低纸张抗张强度。利用6%纳米纤维素对二氧化钛进行高速预分散并用于纸张加填,填料留着率从未预分散时的65%左右提高至73%左右,装饰原纸的遮盖性能也有所提高,特别是湿遮盖性能,装饰原纸的湿不透明度从未预分散时的84.1%~84.5%提高至86.5%~88.0%。纳米纤维素的存在促进了纸浆纤维结合,使纸张的透气性能明显降低。     

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。     

纳米包覆白云石在造纸中的应用研究

在Ca（OH）2-H2O-CO2体系中加入一定量的白云石超细粉体,通过纳米包覆技术达到表面改性的目的。比较了纳米包覆前、后1 000目白云石粉体用到造纸中对纸张抗张指数、耐破指数、撕裂指数和耐折度等性能的影响。结果表明：纳米包覆后白云石的表面性能得到改善,提高了在纸张上的留着率,增加了纸张的抗张指数、耐破指数、撕裂指数和耐折度等。     

纳米ZnO/TiO_2复合体系的制备及应用

利用纳米Zn O对纳米Ti O2表面进行修饰,采用直接混合法和分步沉淀法制备物质的量比为9∶1的Zn O/Ti O2复合粉体,用XRD、EDS、SEM、TEM等进行表征,比较不同方法制备的纳米复合物的结构与性能差异,分析其对紫外光、紫外-可见光及可见光下光催化活性的影响。结果表明,直接混合法可得到较为规则的棒状或球状Zn O/Ti O2-1,颗粒较清晰、均匀,颗粒大小为20~40 nm;分步沉淀法得到的Zn O/Ti O2-2复合物颗粒,形成Ti O2包覆Zn O的壳核结构,且包覆较好,Ti O2与Zn O接触比较充分,利于提高最大吸收波长。纳米Zn O/Ti O2复合物紫外吸收边带发生了红移,Zn O/Ti O2-1带隙能为3.01 e V,Zn O/Ti O2-2带隙能为2.95 e V,使其在可见光下也可以被激发产生光催化活性。三者的催化活性顺序为:Zn O/Ti O2-1Zn O/Ti O2-2Ti O2。     

纳米包覆重质碳酸钙在造纸中的应用

在Ca(OH)2-H2O-CO2体系中加入一定量的重质碳酸钙超细粉体,通过纳米包覆技术,达到表面改性的目的。比较了纳米包覆前后500目重质碳酸钙粉体作为填料对纸张抗张指数、耐破指数、撕裂指数、耐折度等性能的影响,结果表明:纳米包覆后重质碳酸钙的表面性能得到改善,提高了在纸张上的留着率,降低了纸张对水的吸收率,增加了纸张的抗张指数、耐破指数、撕裂指数、耐折度等。     

用废弃大理石粉末和商业石灰石制备纳米CaCO_3填料及其改性用于造纸湿部

本研究的目的是制备低成本的纳米CaCO_3填料以应用在造纸湿部。通过湿碳化技术,纳米CaCO_3填料已经成功从商业石灰石和白色废弃大理石粉末中制备。阴离子(油酸钠)和阳离子表面活性剂(CTAB)用来改性制备的CaCO_3填料的尺寸、形态以及表面性能。制备的CaCO_3填料将应用在纸张中并且它们对纸张性能的影响也将被系统地研究。XRD和FTIR的结果揭示制备的CaCO_3填料是典型的方解石。TEM结果显示,填料制备过程中表面活性剂的存在很大程度上削弱了填料颗粒的尺寸并且将偏三角面形的填料表面形态改变到菱形的填料表面形态。研究发现,表面活性剂改性能够改善填料的留着以及提高所有的光学性能。与GCC相比,尽管填料留着比较高,但是纸张强度性能几乎没有改变,这显示了改性使填料颗粒和纤维间结合关系得到改善。油酸钠改性CaCO_3填料对其留着、加填纸张的表观密度、不透明度以及机械性能的影响比CTAB改性的大。纸张的SEM证实了这些结果,并且显示改性的纳米CaCO_3填料更容易截留以及与纤维的结合更加有效。除此以外,SEM图还表明纳米CaCO_3填料在纸张表面分布均匀。     

淀粉-硬脂酸钠改性GCC填料的应用

针对造纸常用填料研磨碳酸钙(GCC)加填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GCC表面的方法对其表面改性。通过手抄片,对比分析未改性GCC填料在留着率和相同灰分下对纸张物理强度的提高。结果表明:在相同CPAM用量下和相同的加填量下,改性GCC加填较未改性GCC加填有着更高的留着率;加填量为25%时,改性GCC留着率(65.21%)较未改性GCC留着率(55.58%)提高了9.63个百分点;在40%的加填量下,改性GCC分别能提高撕裂指数19%,抗张指数13%,耐破指数23%;相同强度指标下,较未改性GCC加填,100%淀粉用量改性GCC加填能提高灰分含量约6%10%。     

填料对纸张性能的影响

分析造纸填料的性能、特点、作用,在纸张中的存在状态及抄造条件对填料和填料留着率的影响。讨论加填对纸张性能的影响,探讨纸页抄造中如何提高填料的单程留着率。     

硅酸钙加填轻型纸的应用研究

研究考察了从高铝粉煤灰中提取的多孔硅酸钙用于轻型纸加填对浆料及纸张性能的影响,并与碳酸钙加填纸进行对比。结果表明:采用多孔硅酸钙加填后,轻型纸松厚度显著提高,当添加量从0提高至33%时,纸张松厚度从2.67cm3/g提高至3.21cm3/g,与碳酸钙填料相比,采用硅酸钙加填后,填料留着率大幅提升,有效降低了白水浓度。     

吸附Ca2+纳米4A沸石与碳酸钙复配用作造纸填料的研究

纳米4A沸石广泛用于高钙废水的处理,本研究探讨了吸附Ca2+纳米4A沸石与碳酸钙复配加填对纸张性能的影响。结果表明,吸附Ca2+纳米4A沸石与碳酸钙在粒径分布和形貌特征上具有良好的匹配性。吸附Ca2+纳米4A沸石替代量在50%时,纸张的抗张指数较碳酸钙填料提高了7.4%;替代量在25%时,耐破指数提高了4.8%,环压指数提高了21.1%。吸附Ca2+纳米4A沸石表现出与纤维之间明显的交织作用,纸张纤维之间具有更好的结合度,提高了纸张的平滑度。     

凹凸棒石黏土对纸张的加填性能研究

比较了凹凸棒石黏土(以下简称凹土)与碳酸钙加填纸张的填料留着性能、对网下白水的影响以及对纸张理化性能的影响,并对填充机理进行了分析。结果显示,经良好水化分散后凹土纤维可与植物纤维通过氢键力紧密结合,这种作用方式与碳酸钙有显著区别。凹土是一种高保留填料,留着率一般在80%以上,可显著提高纸张灰分、降低网下白水浊度。凹土加填的纸张具有较好的强度性能,尤其在高加填量时纸张的强度显著优于碳酸钙加填纸。