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1、单一胶粘剂对涂料流变性的影响中国造纸Tran~etionofChinaPulpandPaper单一胶粘剂对涂料流变性的影响颓进华陈克复(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广州.510641)掩蔓对常用的氧化淀粉,搜基丁苯腔乳和聚己烯肄在同的添加量情况下配成的涂料进行了系统的研兜结果表明涂料都呈剪切稀化特性.通过对实验结果进行多状分析,认为用修改的幂律方程表达很理想关键词涂料胶粘剂流变性随着橡布纸工业的发展,对涂布纸质量提出了更高的要求,而涂料流变特性既控制着涂料的质量及其中间产品,也影响涂布加工纸的涂布工艺及其涂布纸质量.在向高浓涂料发展的今天,涂料流变特性的研究显得尤为重要.对涂料流变
2、特性的研究将为涂料搅拌,混合,筛选,输送设备的的设计及涂布机的改进提供有力的参考依据.胶粘剂是影响涂料流变特性的主要国素,胶牯剂种类和用量的不同,都会使涂料流变特性发生改变[1-6】.其中水溶性胶粘剂比胶乳类胶粘剂影响更大.涂料是一种胶体,叉属多相体系的非牛顿型流体一从胶体稳定理论即PLVO理论,空间稳定理论和反吸附理论来说,胶粘剂对涂料的影响主要原因在于稳定效应胶粘剂分子中总存在极性官能团,如羧基,羟基,羟烷基,酰胺基,磺酸基等,这些极陛基团可吸附到团体颗粒上.当吸附了聚合物的粒子靠近时,吸附层被压缩产生弹性斥力位能,或使吸附层重叠区渗透,产生渗透斥力位能.胶粘剂分子极性越大,分子量越大,吸
3、附层越厚,粒子间排斥力增大,体系越稳定.同时根据Flory理论,聚合物对溶剂亲合力强时,聚合物充分溶解,也使斥力位能增大,胶体稳定性增强.对于水溶性胶粘剂和胶乳类胶粘剂,颜料粒子对其吸附的作用各不相同,体系排斥力和吸引力分布也不相同.这种作用的强弱可从粘性反映出来.同时,胶体分散相颗粒间也是相互作用的,这种作用包括3个方面:一是粒子间的吸引力,二是粒子间的相互摩擦力,三是流动时的流体力学作用力.以第一种力为主会导致胶粒聚沉,破坏胶体结构,粘性增大.以第二种力为主则体现出流动速度很慢.流动阻力大,即低剪切速率下的表观粘度大.以第三种力为主时,是流体受到高剪切作用外加应力远远超出粒子间的内应力._
4、由于涂料在不同剪切速率下体现出来的规律不同?,所以研究流变特性应分低剪切速率和高剪切速率两种情况来讨论_9.为了研究胶粘剂对涂斟的流变特性的影响,该研究选择涂布纸涂料中常用的氧化淀粉,聚乙烯醇和教基丁苯胶乳为胶粘剂在低剪切速率下进行研究.1实验1.1实验目的颤料分散液中加入不同种类和比例的胶粘剂时在低剪切速率(100s以下)时表观牯度的变化规律.1.2实验仪器Brookfleld流变仪1.3实验原料中国高州产膏状瓷土,固含量61%,白度88,粒度分布为2ffm以下占收稽日期:1998.03.18(修改稿)第l4卷单一胶粘剂对涂料流变性的影响70.6%,sm以下占97.6%,10Ixm下为100
5、%组成成分为:A1O37%,SiO472%.F.2o30.49%,结晶水13.92%,325目筛选余量0.256%中国东美食品有限公司专用造纸氧化淀粉胶粘剂产品,陶氏羧基丁苯胶乳,中国广西产1799型聚乙烯醇.1.4实验方法把膏状瓷土在一定比例分散剂下分散成一定固含量的颜料分散液,根据颜料与胶粘剂的绝干比例配成一定量的混合液,对同一种配比的涂料通过酌量加水配戚不同浓度的涂料试样,静置1夜后测试2结果和讨论2.1胶粘剂为氧化淀粉时涂料剪切应力与剪切速率的关系在浓度40%,氧化淀粉添加量为20%(指每100份颤料添加20份的胶牯剂,下同)时,在不同的温度下,涂料的流变图形如图1昕示对图1中曲线进行
6、拟合,认为用修正的幂津方程:r:KD,(D)是吻合最好的处理方法,此时幂指数为剪切速率的函数.用该方程表达,省去了屈服应力测量的困难及不准确性.而且越来越多的流变学专家否认悬浮液体系中屈服应力的存在;很多的实验证据也表明在浓分散体系下,这些分散液仅只是零切粘度太高,需很长时间才可看出流动_】0所以有理由这样认为,处理实验数据时可不考虑屈服应力,这样不但效果好,而且更能说明问题.根据这个修正的幂律方程处理实验结果可得出:以上公式形如图1氧化淀粉为20%时涂料的—D关系25.C下.r=0.224D....g35.C下.r=0.2157D...ha40C下.r=0.1923D.....45.C下.r
7、=0.1846D.3371...gr=KD.g.K为稠度系数,日,b为常数从上述式(1)～(4)中可知,K随温度T增大而减少.符合公式(6):lgK=A亍13(1)(2)(3)(4)(5)通过对K和T关联,得到K与T(6)A.B为常数,T为绝对温度,这里lgK=一2.56519+581.616/T(7)对与涂料自身相关的常数n,b,不同的涂料n,b值不同;但几乎不受温度影响.为了便中国造纸第14卷
