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《武汉理工大学》 2007年
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纤维水镁石与硅灰石在造纸工业中的应用试验研究

刘淑鹏  
【摘要】: 纸张是人类生产和生活的必需品,通常是以木浆和草浆等植物纤维原料生产的,需要消耗大量木材,生产过程中还排出大量的“废液”污染环境。随着社会经济的快速发展,寻找价格低廉可以部分代替植物纤维,改善纸品性能又不污染环境的新的造纸原料,成为造纸业梦寐以求的事情。 本论文对纤维水镁石与硅灰石的试样特性,纤维水镁石分散提纯与硅灰石改性的工艺条件,矿物纤维与植物纤维复合抄纸进行了试验研究。 通过对纤维水镁石的分散提纯实验,得出实现其良好分散提纯的最佳工艺条件:选用阴离子表面活性剂OT为分散剂,配制1%浓度的水镁石浆料,水镁石与分散剂OT质量比为1:0.10,浸泡20h,用高速分散机以1000r/min的转速搅拌40min。静置一段时间,离心脱水、烘干。 硅灰石与植物纤维复合前,选用阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对硅灰石进行改性,降低了硅灰石的表面(电位,增强了与植物纤维的结合强度。 矿物纤维与植物纤维的复合抄造试验结果表明:碳酸钙、滑石粉等填料的加入,使纸张的强度明显降低,留着率较低。未改性硅灰石的加入同样降低了纸张的强度性能,留着率也较低。改性硅灰石与植物纤维复合后,大大提高了硅灰石在纸张的留着率,强度指标也有所提高,其添加量可以达到40%左右。水镁石纤维的加入,与加入的碳酸钙、滑石粉填料相比,其耐折度、撕裂度、留着率等均有较大提高,加入量为30%以下时,耐折度比添加改性硅灰石的要好,留着率相对都较高,综合考虑水镁石的添加量可以达到30%左右。纤维水镁石/改性硅灰石的添加,除伸长率降低外,其它指标相对较高。纤维水镁石/海泡石与植物纤维的复合,除耐折度较小外,其它指标都较高,尤其是留着率大大提高。当纤维水镁石或海泡石的添加量达到80%时纸张的烧失量都较小,因此可以用来生产耐高温纸。 从纸片的SEM扫描电镜照片可以看出,矿物纤维与植物纤维搭结成网络结构,良好地交织在一起,因此可以提高与植物纤维的结合强度和留着率。 通过对复合纤维抄纸性能的机理研究,得出不同界面有着不同的界面机理。改性硅灰石与植物纤维之间主要是靠静电力和氢键力起作用,水镁石与植物纤维复合以及FB/海泡石与植物纤维复合主要靠纤维间的交织力等。 鉴于矿物纤维在复合造纸方面的优良特性,可替代部分植物纤维造纸,将有非常广泛的应用前景。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TD98;TS72

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