助滤体系在纤维密封材料生产中的应用研究

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1、中国制浆造纸研究院硕士研究生毕业（学位）论文助滤体系在纤维密封材料生产中的应用研究ApplicationoftheDrainageAidSystemsintheManufacturingofFiberGasketMaterials李厦指导教师：庄金风（教授级高工）李杰辉（高级工程师）申请学位级别：工学硕士专业名称：制浆造纸工程二○一五年六月助滤体系在纤维密封材料生产中的应用研究摘要为了保证纤维密封材料产品的质量稳定性和生产过程的正常运转，合理控制浆料在网部的滤水性能极其重要。在湿部添加助滤剂是一种有效改善浆料滤水性能的方法，但助滤剂的使用也很容易造成浆料过度絮凝，从而影响材料

2、的成形匀度，造成产品质量下降。因此开发适合纤维密封材料湿法抄造的助滤体系，既要有效提高浆料的滤水性能又要避免其过度絮凝导致成形匀度下降，便成为纤维密封材料生产过程中的一个重大技术挑战。本文首先对匀度的评价方法进行了研究，然后以滤水性能和成形匀度作为评判标准，探讨了阴离子聚丙烯酰胺（APAM）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）、两性聚丙烯酰胺（AmPAM）、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂（PAE）-APAM、CPAM-膨润土微粒体系、聚氧化乙烯（PEO）-辅助剂体系对纤维密封材料浆料的滤水性能以及匀度的影响，最后对综合效果较好的CPAM-膨润土微粒体系的应用进行了优化研究。研究发现，以分

3、形维数表征浆料的絮凝状态，可以较好的体现浆料絮聚体形态的不同，在一定程度上反映了成纸的匀度。但是不同浆料絮聚体的分形维数数值差别较小，并且没有很好的反应絮聚体的紧密程度。本文同时尝试用光透射式法采集纤维密封材料的图像信息，通过计算机采用不同的算法分析材料的匀度信息。研究发现，直方图法、标准匀度指数法、梯度指数法得到的匀度结果与视觉评价相关性较好，其中梯度指数法同时考虑了局部定量的变化率和局部定量的偏差程度，比较全面的反映了材料的匀度，从算法上考虑的更加全面科学，并且对匀度信息反映更加灵敏。因此梯度指数法被应用于本论文的助滤剂筛选和优化研究中。实验发现，APAM、CPAM、Am

4、PAM、PAE-APAM、CPAM-膨润土微粒体系等各种助滤系统均可以不同程度地提高纤维密封材料浆料的滤水性能，其中PAE-APAM对浆料的滤水性能提高得最为显著，但是对成形匀度影响较大；CPAM-膨润土微粒体系的综合性能最好。实验还发现，PEO-膨润土微粒体系反而降低了浆料的滤水性能，PEO-木素磺酸钙体系对纤维密封材料浆料的滤水性能几乎没有影响。研究了CPAM-膨润土体系用量对浆料滤水性能和成形匀度的影响，发现在膨润I土：CPAM用量比为5:1时，CPAM用量不大于0.03%可以兼顾浆料的滤水和成形。同时也考察了搅拌速率、pH值、电导率、阴离子垃圾含量等因素对CPAM-膨

5、润土微粒体系助滤效果的影响，发现加入第一组分CPAM后，随着搅拌速率的增大，CPAM-膨润土微粒体系的助滤效果下降；pH值4.5~9.5之间，电导率750µS/cm~5000µS/cm之间，阳离子需求量低于30μmol/L时，CPAM-膨润土微粒体系均有良好的助滤效果。关键词：纤维密封材料；匀度评价方法；助滤体系；滤水性能；匀度IIApplicationofDrainageAidSystemsintheManufacturingofFiberGasketMaterialsAbstractToensurethequalitystabilityoffibergasketmater

6、ialsandthesmoothoperationofthemanufacturingprocess,controlofstockdrainageonthewireiscriticallyimportant.Applicationofdrainageaidsisaneffectivewaytoimprovethedrainage,butitisalsopronetocauseexcessivestockflocculationwhichmayadverselyimpacttheformationandhencethequalityofthematerialsproduced.

7、Astheresult,developmentofdrainageaidsystemssuitableforthemanufacturingprocessoffibergasketmaterialsbecomesatechnicalchallengebecausebothdrainageandformationmustbeconsidered.Inthisthesis,variousevaluationmethodsforformationwerefirststudied.Then,theimpacts