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《华南理工大学》 2014年
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CPAM在纤维上的吸附特性及其助留助滤性能研究

张伟  
【摘要】:随着纸机车速的提高、二次纤维回用比例的增多,为了维持纸机的正常运行和保证成纸质量,需要在造纸湿部加入各种化学助剂来辅助生产。基于纤维在纸浆悬浮液中带负电的特点,阳离子型的造纸助剂有其自身的优势并得到广泛应用。白水循环为纸厂节约了用水,提高了热能和原料的利用率,但会造成DCS的累积,影响造纸化学品特别是阳离子化学品的使用效率。其中胶体物质可通过阴离子垃圾捕捉剂或固着剂作用随纸页脱离白水系统,而无机盐则会继续累积在白水中随白水循环进入湿部系统中。因此研究白水中累积的无机盐对纤维吸附阳离子化学助剂的影响具有一定的实际意义。 本论文以阔叶木硫酸盐浆为吸附基材,三种不同类型CPAM为吸附质,研究了CPAM在纤维上的吸附特性。首先在无盐条件下对纤维吸附CPAM吸附动力学做了研究,对于不同分子量与电荷密度的CPAM来说,单从质量吸附量的角度来评价吸附性能不太准确,应从电荷的角度进行分析。纤维吸附三种CPAM动力学符合准二级动力学方程,吸附受到CPAM加入量和纤维表面性质的影响。增温有利于纤维吸附CPAM,纤维吸附CPAM等温吸附曲线符合Langmuir等温吸附模型,即纤维吸附CPAM是一种单分子层吸附,吸附有一个最大吸附容量。对不同打浆度下全组分和R200组分吸附CPAM的饱和电荷吸附量与自身表面电荷作对比,发现饱和电荷吸附量与纤维表面电荷有很大相关性,说明纤维吸附CPAM的饱和吸附量受纤维表面电荷的控制,这一点与纤维吸附CPAM符合准二级动力学方程一致。 无机盐不仅会引起纤维吸附CPAM吸附量的变化,还会改变纤维吸附CPAM的吸附模型。以Na2SO4为例在1000μS/cm电导率下纤维吸附CPAM吸附量增加,吸附模型比较符合Langmuir单分子吸附模型;在3000μS/cm电导率下对三种CPAM产生不同影响,高电荷密度CPAM2吸附量增加,吸附模型符合Langmuir单分子吸附模型,而CPAM1和CPAM2吸附量下降,吸附模型不符合Langmuir单分子吸附模型。 CPAM用作助留助滤剂时与浆料的混合时间应控制在30s左右,搅拌速度应控制在750r/min-1000r/min之间。随CPAM加入量增加,浆料的滤水留着效果变好,同分子量不同电荷密度的两种CPAM相比,高电荷密度CPAM2效果更好;同电荷密度不同分子量的两种CPAM比较,分子量高的CPAM1助留助滤效果更好。随CPAM加入量增加,纸浆Zeta电位向等电点靠近,用Zeta电位能够很好的解释滤水留着的变化。对于高电荷密度的CPAM,絮聚能力很强,加入量较多的情况下会造成纸页匀度下降,抗张强度和撕裂度受到影响。随浆料系统电导率增加,浆料的滤水时间增加,首程留着率和填料留着率下降。不同金属离子的影响存在差异,二价钙离子对滤水留着的影响大于一价的钠离子。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TS727

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【参考文献】
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