疏水改性填料用于紙張施膠.pdf

1、施膠可為紙張?zhí)峁┻m當(dāng)?shù)目顾阅?，加填則為紙張?zhí)峁┻m當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)性能、表觀性能和印刷適性，并降低紙張的抄紙成本。然而，兩者均對(duì)紙張強(qiáng)度有一定損傷。本研究嘗試對(duì)填料進(jìn)行表面疏水改性，使施膠和加填合二為一，以此緩解兩者對(duì)紙張強(qiáng)度的損傷。首先利用具有疏水性和成膜性的苯丙膠乳對(duì)滑石粉和絹云母進(jìn)行了改性和施膠作用的研究。發(fā)現(xiàn)滑石粉相對(duì)絹云母能吸附更多的苯丙膠乳，其施膠作用也相對(duì)較高，但苯丙膠乳改性滑石粉和絹云母均不能賦予紙張足夠高的施膠度。故此，采用石

2、蠟對(duì)滑石粉和絹云母進(jìn)行疏水改性后用于紙張施膠，結(jié)果顯示，在常規(guī)加填量下，石蠟改性的滑石粉、絹云母能滿足紙張的抗水要求，滑石粉比絹云母能夠吸附更多的石蠟，相應(yīng)的紙張施膠度更高。絹云母、滑石粉對(duì)石蠟的吸附能力隨著改性溫度、攪拌時(shí)間和速度的增加而增加。在不降低紙張施膠度的前提下，石蠟改性滑石粉施膠與分別利用石蠟乳液施膠和滑石粉加填相比，紙張抗張強(qiáng)度明顯提高。 鑒于石蠟改性填料良好的漿內(nèi)施膠效果，本文繼而研究了滑石粉的AKD改性及其漿內(nèi)

3、施膠作用。結(jié)果表明，AKD對(duì)滑石粉的最佳改性工藝條件為：改性溫度60℃，攪拌速度8000rpm，攪拌時(shí)間5min，改性pH6。改性時(shí)AKD與滑石粉質(zhì)量比越高，在同樣加填量下，紙張的施膠度越高，且AKD吸附于滑石粉上，并未降低AKD的施膠效果，紙張抗張強(qiáng)度卻明顯提高。AKD改性滑石粉漿內(nèi)施膠時(shí)，最佳漿料pH值為8.0，與一般AKD乳液最佳施膠pH值相同。AKD改性滑石粉漿內(nèi)施膠的紙張隨放置時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)有一定的施膠逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí)，本文還研究

4、了絹云母的AKD改性及其漿內(nèi)施膠作用，其最佳改性工藝條件與AKD改性滑石粉相同。絹云母對(duì)AKD完全吸附的質(zhì)量比為AKD：絹云母=1：15，要小于滑石粉對(duì)AKD的吸附量，滑石粉對(duì)AKD完全吸附的質(zhì)量比為AKD：滑石粉=1：5。在pH值為6.0的弱酸性條件下改性的AKD改性絹云母漿內(nèi)施膠的紙張幾乎沒有施膠逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，AKD吸附于絹云母上的穩(wěn)定性要優(yōu)于吸附于滑石粉上。 本文還利用紅外、XPS、靜態(tài)接觸角測(cè)定等手段分析了AKD改性填料及其

5、漿內(nèi)施膠機(jī)制。結(jié)果表明，在AKD改性填料中，AKD主要以非晶態(tài)的形式通過(guò)物理吸附沉積在滑石粉和絹云母上。在改性填料懸浮液的放置過(guò)程中，吸附于絹云母上比吸附于滑石粉上的AKD水解速度慢，且其內(nèi)酯環(huán)基團(tuán)與絹云母表面的活性基團(tuán)發(fā)生了某種化學(xué)結(jié)合。AKD改性填料通過(guò)提高填料疏水性并使疏水填料均布于纖維表面而為紙張?zhí)峁┝诉m當(dāng)?shù)氖杷阅?，其中也不排除紙張?jiān)诟稍镞^(guò)程中部分結(jié)合于填料上的AKD與纖維素羥基發(fā)生了酯化反應(yīng)。隨著紙張放置時(shí)間延長(zhǎng)，少部分AK

6、D從填料表面解吸，使紙張施膠度有所下降。但隨著放置時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，從填料表面解吸的AKD慢慢遷移到紙張纖維素表面并與其發(fā)生酯化反應(yīng)，紙張施膠度又有小幅度回升，到AKD從填料表面的遷移和與纖維表面的反應(yīng)達(dá)到平衡后，紙張施膠度趨于穩(wěn)定。 最后，針對(duì)目前紙板生產(chǎn)中利用表面施膠代替漿內(nèi)施膠的發(fā)展趨勢(shì)，研究了AKD改性滑石粉和絹云母與氧化淀粉、苯丙膠乳聯(lián)合使用的表面施膠性能。結(jié)果表明，表面施膠劑的最佳配比為：AKD改性填料/氧化淀粉/苯