硼改性微粒硅溶胶

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1、维普资讯http://www.cqvip.com无机硅化合物(D刀SiBconCompound)2007年第4期(5第141期，内部交流)硼改性微粒硅溶胶马金霞，彭毓秀，李忠正(南京林业人学化：lr-I<‘，南求210037)摘要：选超滤法浓缩硼改性微粒硅溶胶，在室温、操作乐力3．5kPa的条什卜、选川他留相对分子质量为10000的醋酸纤维素超滤膜浓缩硼改性微粒硅溶胶，其截j火1二93，【lJ‘将硼改性微粒硅溶胶浓缩到15～16％，并且硼改性微粒硅溶胶不易变性实验采』fjfj月离子技非离子表面活性剂来提

2、高高浓度硅溶胶的稳定性，结果表明，用量0．01％的羧堪纤维素分敞效果最佳，对硼改性微粒硅溶胶的性能几乎没有影响，有利于实现商品化关键词：硼改性微粒硅溶胶；超滤；分散；稳定造纸湿部微粒助留助滤体系巾，铝盐、硼盐改性后的微粒硅溶胶浓度较低，荇实现产商品化，必须对其进行脱水浓缩j浓缩方法有多种，例如加热蒸发浓缩，陔浓缩方法的缺1I『、足硅溶胶粒子在温度高于35。C时，粒子会继续增大，最终导致凝胶为r降低浓：11—1Ira‘1J，则需采用真空减压浓缩；可是真减压浓缩蒸汽消耗与电耗都较大目前仃采川英分离技进行浓缩

3、的，即超滤浓缩，它以高分子材料聚砜或醋酸纤维素为成膜物，制成止反忡、透膜，在常温下，凭借～定的压力使超滤物以较高的流速经过膜而，水以渗透方式透过膜f小．溶质被截留，达到分离浓缩的目的=超滤浓缩有许多优嫩：①超滤设备简单，操作方便，生产成本低；②可在室温下操作，无相变，能耗较少；③具有相对的选择性，I1]在分离、浓缩的同时达到部分纯化；④超滤过程中不需要添加任何化学药品，溶液的质和离子强度变化较小，原料液中有效组分不易变性。本研究选择超滤法浓缩改性微粒硅溶胶，以提高改性微粒硅溶胶的浓度1实验1．1原料改性

4、硅溶胶：为实验室自制的质量分数为5。38％(Si02的质节分数)@a／t；t改性微粒硅溶胶：漂白木浆(阔叶浆与针叶浆配比为40：60)：取自苏州紫兴纸业集【才]公卅；填料：CaCO川j量为30％；阳离子淀粉(cs)：取自AVEBE公吲1．2超滤操作采用上海亚东核级树脂有限公司提供的O20cm杯式超滤，彳F窜湍下，分!JjIJ川截}；7对分子质量10000和50000的醋酸纤维素超滤膜，对350mL质量分数为5．38％的删改If乍微粒硅溶胶进行超滤浓缩。1-3分析测定透射电镜测定采用日立公司HITACHH

5、．600透射电镜点样观察，锇酸熏制制样，放大倍数20万倍。比表面积和胶粒平均粒径测定按照相关参考文献的方法进行。fill／J,组分留着率及滤水性能测试：取500mL浆料(浆浓5％，其中CaCO3用最3o％)f：动态滤水仪叶_1，WJJn入Cs，以1500r／rain搅拌20S，然后在750r／rain下加人硼改性微粒硅溶胶搅拌10S，川动态滤水{2(DDJ1测细小组分留着率；取1000mL浆料(浆浓0．2％，其-t-CaCO3用30％)J动态滤水仪Ifl，维普资讯http://www.cqvip.com

6、46马金霞，彭毓秀等：硼改性微粒硅溶胶加入CS，以l500r／min搅拌20S，然后在750r／min下加入硼改性微粒破溶胶搅拌10S，将浆料倒人肖伯尔打浆度仪中，测定收集侧管流出500mL滤液的滤水时2结果与讨论硼改性后微粒硅溶胶的质嚣分数在5％左右，虽然浓度低有利r硅溶胶的稳定，但这不利r产品的商品化。本实验研究了超滤法浓缩硼改性微粒硅溶胶，以提高删改忭微粒硅胶的浓度，探讨了超滤时间、超滤压力与不同截留相对分子质量膜等冈素对超滤效果的影响；同时分析了超滤过程中，硼改性微粒硅溶胶结构与性能的变化，以期

7、为产品的乍产与应用提供理论依据。2．1影晌溶剂透过率的因素硅溶胶溶剂(水)透过率足影响超滤能力的重要参数溶剂透过率(J)被定义为单位ti~liIJ、单位膜面积所透过的透过液体积。J-V／St(1)式(1)中：J表示溶剂透过率，L／(m2-h)；V表示在时间t(min)内得到的透过液体积，L；S、／、J有效的膜面积，m。溶剂透过率越高，超滤丁序的，一卜产能力就越大，所需膜而积越小2．1．1超滤时间的影响超滤时问对溶剂透过率的影响如图1所尔从图l可见，当用同一超滤膜时，随超滤的进t冉行，溶剂(水)透过率逐渐

8、变小。主要是初始硼改性微基粒硅溶胶溶液浓度较低，浓差极化小，溶剂(水)透过簪纣率大。南于硼改性微粒硅溶胶是胶体大分子物质，螃^随超滤过程的进行，部分被膜截留，截留液浓度不～寮：断增加，黏度也随之增大，这样就会使浓度边界层媲增厚，凝胶层也增厚，造成超滤阻力增加，溶剂(水)龃擐时霹_}“透过率随超滤的进行逐渐下降。截留相对分子质量图1超滤时间对N~LI(水)透过率的影响50000超滤膜的溶剂(水)透过率比截留相对分子质垣10000超滤膜的溶剂(