APMP細(xì)小纖維與填料共絮聚機(jī)理及絮聚強(qiáng)度的研究.pdf

1、造紙過程中，由于紙機(jī)車速的不斷提高，對(duì)濕部絮聚的要求已越來越高。在紙頁成形的過程中如何保障細(xì)小組分更好的留著，是每個(gè)造紙研究者希望解決的問題。另外，在傳統(tǒng)抄造工藝中，當(dāng)加入助劑后會(huì)引起纖維、細(xì)小纖維和填料的絮聚，形成較大的絮聚團(tuán)，這個(gè)過程雖然對(duì)提高細(xì)小組分的留著很有幫助，但由于纖維與纖維之間發(fā)生了絮聚，從而對(duì)紙張的勻度產(chǎn)生不良的影響。因此，本論文采用細(xì)小纖維與填料共絮聚技術(shù)來提高細(xì)小纖維與填料的留著率，并改善紙張的性能，提高紙機(jī)的運(yùn)行性

2、能。本文選用楊木P-RCAPMP二次細(xì)小纖維為研究對(duì)象。
　　 本文首先對(duì)細(xì)小纖維與填料共絮聚工藝與傳統(tǒng)抄造工藝進(jìn)行了對(duì)比研究，提出了共絮聚工藝的可行性。由FBRM測(cè)定可知，向細(xì)小纖維與填料中加入CPAM后，細(xì)小纖維和填料的數(shù)量急劇減少，大顆粒數(shù)量增加很多，顆粒數(shù)最高峰由10μm左右轉(zhuǎn)移到了100μm-1000μm之間。另外，傳統(tǒng)抄造工藝下紙料的Zeta電位絕對(duì)值和白水陽離子需求量都要比共絮聚工藝條件下的高。相比傳統(tǒng)抄造工藝，共

3、絮聚工藝能提高細(xì)小纖維和填料的留著、紙張的白度、不透明度和強(qiáng)度性能，但不利于紙張的松厚度。
　　 基于共絮聚工藝的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)不同添加量和篩分目數(shù)下的細(xì)小纖維與填料形成的絮聚團(tuán)進(jìn)行了多角度表征。結(jié)果顯示，隨細(xì)小纖維篩分目數(shù)的增加，共絮聚團(tuán)尺寸在逐漸減小，但減小程度不大，最小的P400二次細(xì)小纖維-碳酸鈣共絮聚團(tuán)的最高峰值也是在100μm左右。隨篩網(wǎng)目數(shù)的增加，共絮聚團(tuán)的表面負(fù)電荷在不斷增加，紙料的Zeta電位有所下降。在相同添加量的

4、情況下，各細(xì)小纖維篩分組分與碳酸鈣所形成的共絮聚團(tuán)對(duì)紙張的白度和強(qiáng)度作用效果的順序是P400＞P300＞P200。隨磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的提高，通過P400二次細(xì)小纖維-碳酸鈣共絮聚工藝所抄造紙張的松厚度在不斷下降，而白度、不透明度和強(qiáng)度性能均在不斷上升。當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)為20000r時(shí)，紙張具有相對(duì)較好的性能。
　　 在此基礎(chǔ)上研究了PEI單組分助留體系下細(xì)小纖維-碳酸鈣共絮聚機(jī)理及絮聚強(qiáng)度。結(jié)果顯示，隨著PEI添加量的增加，共絮聚團(tuán)的表面電荷

5、在不斷增加，紙料的Zeta電位絕對(duì)值在不斷變小。當(dāng)PEI用量從0.05％增加到0.1％時(shí)，共絮聚團(tuán)的電荷由負(fù)變?yōu)檎娦粤恕＜尤隤EI后，絮聚作用發(fā)生的比較快，達(dá)到最大絮聚團(tuán)尺寸的時(shí)間很短，所形成的的絮聚團(tuán)的尺寸較小。隨PEI添加量的不斷增加，雖然紙料的絮聚作用增強(qiáng)了，但共絮聚團(tuán)的平均弦長(zhǎng)在不斷變小，同時(shí)細(xì)小組分的留著率和填料的留著率均都上升了。當(dāng)PEI用量為0.25％時(shí)，留著效果最好，并且形成的共絮聚團(tuán)的尺寸較小，加入到纖維中后不會(huì)對(duì)紙

6、張的勻度造成不良影響。在高剪切作用下，共絮聚團(tuán)的平均弦長(zhǎng)下降的不是很大，但留著率下降幅度很大。通過PEI形成的共絮聚團(tuán)具有較高的重絮能力。
　　 然后進(jìn)一步研究了CPAM單組分體系與CPAM/膨潤(rùn)土體系下細(xì)小纖維-碳酸鈣共絮聚機(jī)理及絮聚強(qiáng)度。結(jié)果顯示，隨著CPAM用量的增加，通過CPAM單組分體系和CPAM/膨潤(rùn)土體系所形成的共絮聚團(tuán)的表面負(fù)電荷都在不斷降低，但始終呈負(fù)電性。兩種體系下紙料的Zeta電位絕對(duì)值都在不斷變小，但變化

7、幅度都不大。在相同的添加量下，隨著絮聚時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種體系下共絮聚團(tuán)的平均弦長(zhǎng)都在不斷變小，相比CPAM單組分體系，通過微粒體系形成的共絮聚團(tuán)下降的幅度不大。在高剪切作用下，通過微粒體系所形成的共絮聚團(tuán)的尺寸在不斷降低，但相比CPAM單組分體系，微粒體系的降低幅度要低，且所形成的共絮聚團(tuán)的平均弦長(zhǎng)要比單組分高。說明CPAM膨潤(rùn)土體系下所形成的細(xì)小纖維-碳酸鈣共絮聚團(tuán)有更好的抵抗剪切力的能力。另外，PVM圖顯示可知，在高剪切力下，微粒體系