纖維狀非金屬礦與植物復(fù)合纖維的制備、性能及應(yīng)用研究.pdf

1、本研究屬于新材料領(lǐng)域，涉及非金屬礦和造紙兩個行業(yè)。尋求來源廣、價格低、能改善紙品性能、環(huán)境污染小的纖維礦物原料對推動造紙原料供應(yīng)和選擇多元化，探索功能礦物材料在特殊紙品的應(yīng)用、推動我國造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。本研究重點是開發(fā)一種新型非金屬礦物纖維和植物纖維的復(fù)合纖維。本文從研究硅灰石、海泡石、纖維水鎂石等非金屬礦物纖維的物化特性出發(fā)，對礦物纖維的分散解離、提純、改性、礦物纖維和植物纖維復(fù)合、紙張的抄造及性能測試進(jìn)行了系統(tǒng)試

2、驗研究，取得了以下主要研究成果： 1、系統(tǒng)研究了硅灰石、海泡石、纖維水鎂石以及植物纖維的試樣特性，針對礦物纖維的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)及礦物組成、表面電性和礦物形貌特征進(jìn)行了比較深入研究，為纖維的復(fù)合研究提供了理論指導(dǎo)。 2、系統(tǒng)研究了硅灰石的改性，海泡石纖維、纖維水鎂石的分散解離提純，為礦物纖維的復(fù)合應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 （1）采用CPAM對硅灰石進(jìn)行改性，降低了硅灰石表面電位，增強(qiáng)了與植物纖維、其他礦物纖維的結(jié)合強(qiáng)度。

3、 （2）采用六偏磷酸鈉作分散劑，進(jìn)行機(jī)械攪拌分散，再經(jīng)超聲波處理，可使海泡石纖維基本單束化。 （3）采用OT對水鎂石浸泡處理，再經(jīng)高速攪拌機(jī)分散，可使纖維水鎂石纖維分散均勻，基本上呈現(xiàn)單束化。 3、系統(tǒng)地進(jìn)行礦物纖維和植物纖維的復(fù)合抄紙實驗室試驗。首次進(jìn)行了復(fù)合礦物纖維（改性硅灰石/纖維水鎂石、改性硅灰石/海泡石、纖維水鎂石/海泡石）和植物纖維的復(fù)合試驗，取得了較好效果。 （1）添加礦物纖維（硅灰石、海泡石

4、、纖維水鎂石）其紙片的性能明顯優(yōu)于添加一般填料碳酸鈣、滑石粉的性能，表明礦物纖維在復(fù)合纖維中不是起一般填料的作用，而有其礦物纖維的效應(yīng)。 （2）硅灰石，特別是改性硅灰石可以改善紙片的性能，其添加量可達(dá)30％（硅灰石）～40％（改性硅灰石），改性硅灰石效果更明顯，因而硅灰石纖維的改性對復(fù)合纖維的結(jié)合強(qiáng)度和紙片的性能具有重要作用。 （3）海泡石/改性硅灰石、纖維水鎂石/硅灰石、纖維水鎂石/改性硅灰石、纖維水鎂石/海泡石（配比

5、1：1）礦物復(fù)合纖維與植物纖維復(fù)合，其紙片性能優(yōu)于單一礦物纖維與植物纖維復(fù)合紙片的性能。其主要原因是礦物纖維特性的協(xié)同作用，提高了紙片的性能，加入量可以達(dá)30％—40％。 （4）從SEM電鏡照片中可以看到，礦物纖維在紙片中分布較均勻，與植物纖維形成了網(wǎng)狀交織結(jié)構(gòu)，在紙品中可替代部分植物短纖維。 4、200mm長網(wǎng)紙機(jī)中試表明，在適宜的纖維復(fù)合條件下可獲得較好的成紙綜合性能。 對比滑石粉填料，改性硅灰石加填量提高8