沉淀碳酸钙的表面改性及在造纸中的应用

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1、沉淀碳酸钙的表面改性及在造纸中的应用造纸工业浆料中的部分原生纤维很早就用矿物填料来代替。纸张的光学性能、纸张的匀度、印刷适性、造纸成本决定了填料的添加量。而纸张中填料含量的增加,会降低纤维与填料、纤维与纤维之间的结合力,从而导致纸张的松厚度、挺度和强度的降低以及纸张的掉毛、掉粉和纸机磨损。碳酸钙的表面改性是改善加填纸性能的有效途径之一,这方面的研究在这几年十分活跃。在造纸过程中为使填料加添量以及填料加添后的造纸效果达到最佳,同时控制造纸中出现其它问题。前人对填料做了大量的研究,如填料的预絮聚、细胞腔加填、不同浆种与填料结合、在纸张中加填淀粉等。在本课题研究中,采用淀

2、粉与脂肪酸或脂肪酸盐复配,对轻质碳酸钙进行表面改性,从而改善纤维与填料间、纤维与纤维间的结合,改善填料留着率以及纸张强度。研究分两阶段进行:第一阶段:首先通过脂肪酸或脂肪酸盐与淀粉复配,对轻质碳酸钙进行表面改性,将相同量的改性碳酸钙加添到纸张中,通过对纸张的耐破强度、抗张强度、撕裂强度的结果综合评价,确定最好的改性剂。采用正交实验,探讨糊化时间、糊化温度、保温时间、改性剂用量等因素对碳酸钙改性的影响,从而确定最佳改性操作工艺条件。采用Zeta电位、电导率等手段表征改性后碳酸钙的特性,并利用光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察改性前后碳酸钙形貌表征。研究结果表明:由硬脂

3、酸/淀粉改性轻质碳酸钙的效果最好,改性后轻质碳酸钙的Zeta及电导率发生明显变化;改性后轻质碳酸钙的颗粒没有明显团聚现象,其在水中的分散性能也较好。第二阶段:先将硬脂酸/淀粉改性轻质碳酸钙加填到纸张中,研究改性后纸张的各项物理性能及光学性能等变化。然后采用浊度计和动态滤水仪间接反映改性填料的单程留着率,并利用SEM观测纸张的形貌特征。研究结果表明:抄纸过程中,改性碳酸钙的单程留着率比未改性碳酸钙在纸张中的单程留着率高,以改性碳酸钙为填料的纸张物理性能明显提高,但白度与不透明度比未改性的有所降低。