非纤维添加物质的应用

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1、第三章非纤维添加物质的应用（二）一、加填的目的和作用1、改变纸的光学性质纤维素的折光率为1.53，(滑石粉1.57,瓷土1.55）填料的折光率和光散射系数均大于纤维素。通过改变折光率和光散射系数，增加纸页的不透明度和亮度，并防止透印。加填理想填料的粒度，相当于测量光速波长（457nm）的一半，即250nm。2、改善纸页的表面性能和印刷适性加填可以改善纸页的平滑度和匀度，提高纸页的吸收性和吸墨性，并降低纸页的保水性和变形性。3、赋予纸页某些特殊功能如卷烟纸加碳酸钙，改进透气性，调节燃烧速度。导电纸加入碳黑，以获得导电性。4、节省纤维原料，降低生产成本填料的价格是几分钱1k

2、g，而纤维原料的价格是几元钱1kg。因此加填可大大节约纤维用量，并大大降低生产成本。当然，填料的加入量也不能过大，否则会大大降低纸页的强度指标。二、填料性能指标1、粒度及其分布（小于2m的百分率）；2、白度（或亮度）、光泽度；3、相对密度、在水中的溶解性；4、折光率、光散射系数；5、化学稳定性；6、价格。几种填料的性质三、常用填料（Fillers）1、滑石粉（Talc）在国内使用最为广泛，白度较高（96.8%），粒子呈鳞片状，有皂滑的手感。可提高纸页的平滑度和匀度，改善印刷适性。对施胶的影响较小，价格低廉。2、瓷土（Clay）又称高岭土。使用较广泛。除折光率较低外，其

3、余性能与滑石粉相似。此外，瓷土加填对纸页的强度指标影响较大。3、碳酸钙（CalciumCarbonate）用于造纸加填用的主要有两种：天然碳酸钙－－研磨碳酸钙、白垩（e）（Grindinglimestone,GCC）人造碳酸钙－－沉淀碳酸钙（PrecipitatedProductsMadeSynthetically,PCC）研磨碳酸钙(Limestone,GCC)沉淀碳酸钙（PCC）沉淀碳酸钙有三种结构：1)针状体（霰石，aragonitePCC）2)偏三角面体（scalenohedralPCC）3)菱形六面体（rhombohedralPCC）偏三角面体PCC菱形六面

4、体PCC4、二氧化钛（TitaniumDioxide）二氧化钛又名钛白粉，是一种高级填料，其白度高（>95%），粒度小（0.15-0.3），具有较高的光泽度和光散射系数，覆盖力强，能显著地增加纸页的白度和不透明度。四、填料的选用1、书写纸、有光纸等一般纸种，应选用价廉且能满足质量要求的普通填料；2、薄型字典纸（40g/m2以下），可采用质量良好的二氧化钛填料。加填示例见教材表2－2（95页）五、填料留着率填料留着率的影响1、纸张的质量；2、产品的成本；3、抄造工艺；4、系统封闭与白水回用；5、环境保护。（一）纸张填料留着率纸张填料留着率是指纸张种所含的填料量与加入纸料中

5、的填料量的百分比值。（1）近似值：AR=-----x100%(2-5)B式中：R----纸张填料留着率，％A----绝干纸中填料的含量，％B----绝干纸料中填料的含量，％注意：该式中未考虑填料的灼烧量、纤维本身灰分以及纤维的流失量等因素。其计算结果数值偏高。（2）精确值：0.94(A-C)(100-B-D)R=----------------------------(2-6)(B-C)(100-A-D)C----纤维本身所含的灰分，％D----填料灼烧减量，％0.94----抄纸后纸浆的得率及纤维原料和胶料中的灰分平均含量的总修正系数。(二)填料留着机理1、机械截留说

6、：认为填料是由机械过滤作用，截留在纸浆滤层内的。因而纸张的定量越大，纤维的滤层越厚，填料的颗粒越大，则留着率也越高。但无法解释细小颗粒留着率高的原因。填料留着机理2、胶体吸附说：认为填料粒子在水中带有负电荷，并吸附铝离子转变带正电荷，与带负电荷的纤维吸附并沉积在纤维的表面上。在等电点附近，胶体易于絮聚，从而利于填料留着。填料留着机理综上所述：填料留着是机械截留和胶体吸附双重作用的结果。而在某些情况下，吸附的作用更为重要。（三）填料留着的影响因素（提高留着率）纸页定量和厚度增加纸浆打浆度提高施胶中硫酸铝用量的适当增加纤维长度的提高白水用量的增加纸料温度的提高上网浓度的提

7、高在纸料中加入助剂填料留着的影响因素（降低留着率）纸机车速的提高操作真空度提高（真空箱、真空伏辊和真空压榨辊等处）纸机网部振幅与频率的增大纸机成型网网目增大上网浓度降低高加填纸的发展趋势高加填纸也是一个造纸科学研究的热点课题。如90年代中，国外学者采用纤维胞腔加填法（InSituLumenLoading），以提高加填率和降低纸页强度的损失。