畢業(yè)論文--紙的不透明性能研究

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　對于文化印刷用紙，不透明度低將會導(dǎo)致出現(xiàn)透影、透印現(xiàn)象，影響使用。在紙漿中加入碳酸鈣或增加紙頁的定量能提高紙的不透明度。近年來，隨著對節(jié)約能源的日益重視，印刷紙向輕定量化發(fā)展已成為時代的趨勢，但由于碳酸鈣粒徑、分布及在紙中的留著等原因，要達到一定的不透明度，往往需要比較高的填料加入量及填料留著率才能保證紙張有預(yù)期的不透明性能

2、。本文通過在纖維表面進行碳酸鈣改性，獲得具有高光學(xué)性能的納米化纖維。</p><p>　　納米化纖維的研究與生產(chǎn)中，碳化反應(yīng)工段是整個工藝過程的核心部分。該過程工藝參數(shù)控制的好壞直接決定著納米化纖維的性能。影響納米化纖維的主要因素有：反應(yīng)的溫度、CO2流量、Ca(OH)2的濃度、攪拌速度，通過對以上影響因素的分析，本論文得出以下結(jié)論：</p><p>　　在0.5%的漿濃下，隨著反應(yīng)溫度的

3、升高，改性纖維的吸附量是隨著減少的；隨著CO2流量的增加，改性纖維的吸附量是隨著減少的；隨著Ca(OH)2濃度的增加，纖維的吸附量也隨著增加；隨著攪拌速度的增加，纖維的吸附量是減少的。</p><p>　　考慮到碳酸鈣的顆粒大小及其它因素，確定比較合適的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為15℃，CO2流量為20L/h，Ca(OH)2濃度為1%，攪拌速度為300rpm，改性纖維的吸附量為0.528g左右。并將此條件下的改性紙漿

4、纖維進行配抄，研究其配抄后紙的白度、不透明度、緊度、撕裂度、耐破度、抗張強度的變化，得到配抄比例為10％時，紙張的白度、不透明度是增加，撕裂度、緊度、抗張指數(shù)均有所下降，耐破度基本不變。在相同的條件下，將配抄比例為10%的紙與加填填料為20%的紙進行比較，發(fā)現(xiàn)改性纖維能提高紙頁的性能，達到低灰分、高不透明度的效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：不透明度，溫度，轉(zhuǎn)速，流量，碳酸鈣</p><p&

5、gt;<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Regarding the cultural printing paper, the low opacity will cause projection, penetrability phenomenon, and affect the use. It can enhance the paper the opacity by j

6、oining the calcium carbonate in the pulp or increasing paper basic weight. In recent years, along with paying more attention in saving the energy, the printing paper’s light quantitative development is the tendency. but

7、because of the calcium carbonate particle size、the distribution and retention reasons, to achieve the certain opaci</p><p>　　In the nanolyzed fiber research and production, the carbonization responded sectio

8、n is the core of entire technological process. This process craft parameter controls the quality of nanolyzed fiber performance directly. The influence primary factors include: response temperature, CO2 current capacity

9、, Ca (OH) 2 density, stir speed, by analyzing the above affect factors, this paper draws the following conclusion:</p><p>　　Under 0.5% pulp density, along with reaction temperature elevating, the modified fi

10、ber adsorptive capacity reduced; Along with the CO2 current capacity increasing, the modified fiber adsorptive capacity reduced; Along with Ca (OH) 2 density increasing, fiber adsorptive capacity also increased; Along wi

11、th the stir speed increased, the fiber adsorptive capacity reduced.</p><p>　　Considered to the size of calcium carbonate pellet and other factors, the appropriate response condition is: The reaction temperat

12、ure is 15 ℃, the CO2 current capacity is 20L/h, Ca (OH) 2 density is 1%, the stirring rate is 300rpm, and the modified fiber adsorptive capacity is about 0.528g. And makes hand-sheet paper with modified fiber of that con

13、dition, studies of paper’s whiteness index、opacity index、bulk index、tear index、burst index、tensile index change. Conclusion is while the proportion of</p><p>　　Keywords: Opacity index, temperature, stirring

14、rate, current capacity, calcium carbonate</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　第一章 前言1</b></p><p>　　1.1 研究的目的及

15、意義1</p><p>　　1.2紙的不透明度形成機理1</p><p>　　1.3 紙張不透明度概念和表達方法1</p><p>　　1.4影響紙不透明性的因素2</p><p>　　1.4.1纖維原料的影響2</p><p>　　1.4.2填料的影響3</p><p>　　1.4

16、.3打漿的影響6</p><p>　　1.4.4紙張的定量和厚度對不透明度的影響6</p><p>　　1.4.5紙張的緊度對不透明度的影響7</p><p>　　1.5 國內(nèi)外研究狀況7</p><p>　　1.6論文的主要內(nèi)容9</p><p>　　第二章 纖維表面碳酸鈣改性11</p>

17、<p><b>　　2.1 引言11</b></p><p>　　2.2 實驗原材料及方法11</p><p>　　2.2.1實驗前的準(zhǔn)備11</p><p>　　2.2.2實驗原材料11</p><p>　　2.2.3實驗儀器11</p><p>　　2.2.4 實驗工藝流程

18、圖12</p><p>　　2.2.5碳化反應(yīng)說明12</p><p>　　2.2.6實驗結(jié)果及討論12</p><p>　　2.3實驗小結(jié)17</p><p>　　第三章 改性纖維的應(yīng)用18</p><p><b>　　3.1 概述18</b></p><p>

19、;　　3.2 實驗材料及方法18</p><p>　　3.2.1 實驗原材料18</p><p>　　3.2.2 實驗儀器18</p><p>　　3.2.3 實驗方法18</p><p>　　3.3 結(jié)果與討論22</p><p>　　3.3.1 改性纖維加入量對紙張性能的影響22</p>

20、<p>　　3.3.2加入10%改性纖維與加入20%的 CaCO3的比較26</p><p><b>　　3.4小結(jié)：26</b></p><p>　　第四章 小結(jié)28</p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻31</

21、b></p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p>　　1.1 研究的目的及意義</p><p>　　造紙作為我國古代的四大發(fā)明之一，它的技術(shù)革命，從古至今已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。當(dāng)今世界，紙作為信息時代的“載體”，在包裝運輸、信息傳遞、日常生活等方面已經(jīng)顯示出其不可缺少的作用。</p><p&g

22、t;　　紙張主要由植物纖維構(gòu)成。由于植物纖維在原料種類和工藝處理上不盡相同，導(dǎo)致其物理和化學(xué)性質(zhì)存在差異；又因不同的抄造工藝和設(shè)備而使紙張和結(jié)構(gòu)和性能有別。</p><p>　　紙的不透明性是紙的光學(xué)性質(zhì)之一，也是印刷紙、書寫紙、證券紙及一些工業(yè)技術(shù)用紙的一項重要質(zhì)量指標(biāo)，要求具有較高的不透明度。對于文化印刷用紙，不透明度低將會導(dǎo)致出現(xiàn)透影、透印現(xiàn)象，影響使用。近年來，隨著對節(jié)約能源的日益重視，印刷紙向輕量化發(fā)展

23、已成為時代的趨勢，但據(jù)稱，定量每下降2g /m3 ，不透明度約下降1 %；大量使用草漿抄紙，成紙不透明度較低[1]，因此，搞清紙張不透明性能形成的機理及其影響因素，研究成紙的不透明度愈發(fā)顯得重要。</p><p>　　1.2紙的不透明度形成機理</p><p>　　紙張由纖維、填料及其間隙中的空氣所組成，它們對光線的反射、折射和吸收的性能不一，形成了紙張的光學(xué)“非均一性”結(jié)構(gòu)，這就是不同紙

24、張具有不同光學(xué)性能的根本原因。在纖維與空氣、纖維與填料以及填料與空氣之意存在著許多不同的界面，當(dāng)白光照射到紙面上時，其中只有一部分光線直接從紙面上反射回來，而其余的光照射進紙內(nèi)，進入紙內(nèi)的這部分光透射過紙頁，大部分光又從四面八方反射回照射面，進入我們的眼簾。而那些極少量透射光照射到紙張背面上或該紙張下面墊層上的印刷符號和圖像，它們所產(chǎn)生的反射光沒有或更極微量地再次幾經(jīng)折射而反向透射過紙頁進入我們的眼簾，這些反射、折射、散射、透射光的數(shù)量

25、隨紙的結(jié)構(gòu)及其萬分的性能而異。當(dāng)紙張不透明度高時，我們只能通過紙張正面上的大量反射光，感覺到紙正面上的潔白色澤和印刷符號、圖像，因沒有接收到極微量來自紙張背面上的反射光，多而我們看不到紙張背面上或墊層上的印刷符號和圖像。反之，當(dāng)紙張不透明度低時，就會有來自紙張背面上的反射光進入我們眼簾，此時紙張就出現(xiàn)透影現(xiàn)象。</p><p>　　1.3 紙張不透明度概念和表達方法</p><p>　　紙

26、張的不透明度是指張試樣襯以全吸收的黑色襯墊時對綠光的反射率與完全不透明的若干試樣的相應(yīng)的反射率之比，用下式表示[2]：</p><p>　　C∞(%)＝×100%</p><p>　　C∞——試樣紙的不透明度；</p><p>　　R0——單張試樣的反射率；</p><p>　　R∞——若干張重疊試樣的反射率；</p>

27、<p>　　C∞為“0”表示理想的完全透明的紙，“100”則為完全不透明的紙。</p><p>　　1.4影響紙不透明性的因素</p><p>　　紙張的不透明度反映單張紙樣在“全吸收”的黑色襯墊上的反映能力，是評價紙張的一項重要指標(biāo)。由理論知識得知，影響紙張不透明度的因素主要有纖維原料、填料的性質(zhì)及打漿質(zhì)量、紙張的定量和厚度、紙的緊度等。</p><p&g

28、t;　　1.4.1纖維原料的影響</p><p>　　因原料化學(xué)成分和制漿方法的不同，各種紙漿都有其特有的光學(xué)特性。與纖維素相比，木素的折光率較高，吸收光的能力也較強，所以本色漿抄成的紙比漂白漿抄成的紙不透明度大得多。磨木漿不僅含木素較多，而且纖維短小，結(jié)合力差，成紙松厚、孔隙多，有得于光的吸收和散射，所以成紙不透明度高。闊葉木漿纖維較短，與針葉木漿相比，打漿較維細纖維化，成紙纖維結(jié)合差、緊度小，不透明度較大。棉

29、漿α—纖維素高達96%-98%[1]。打漿時難以吸水潤脹、細纖維化，從而成紙有較好的彈性及不透明性，草類纖維原料的多戊糖含量高，易水潤脹，成紙不透明度低。</p><p>　　表1.1示出了打漿度相近的幾紙漿成紙不透明度的差別[1]。</p><p>　　表1.2示出了幾種纖維原料的光學(xué)特性，由表可知，磨木漿的散射系數(shù)是硫酸鹽漿和亞硫酸鹽漿的2~3倍，說明磨木漿成紙的不透明度會遠高于其它漿

30、種[1]。</p><p>　　草漿適當(dāng)配比磨木漿會提高成紙的不透明度，如表1.3所示。麥草漿配比磨木漿成紙不僅不透明提高而且柔軟性、平整性、吸墨性都比全草漿生產(chǎn)的紙有所改善[1]。</p><p>　　表1.1 幾種紙漿成紙不透明度的差別</p><p>　　表1.2 纖維原料的光學(xué)特性</p><p>　　表1.3 麥草漿配比磨木漿

31、提高不透明度</p><p>　　1.4.2填料的影響</p><p>　　造紙中加入填料的目的，是為了提高紙張不透明度和亮度，改進紙張平滑度和均勻狀態(tài)，增加紙的柔軟性，降低紙張吸濕性和變形。對印刷紙來說，加填后紙張吸墨性、適印性能均加強。較大程度地加入填料，也有利于降低紙張成本。因而，造紙用填料必須具備以下條件：[3]</p><p>　　1.顆粒細而均勻，留著率

32、高。</p><p>　　2.色澤純白，有光澤，具有良好的適印性。</p><p>　　3.純度高，不含其它雜質(zhì)，不溶于或不易溶于水。</p><p>　　4.具有較強的遮蓋能力，透明度小，折光率大，散射系數(shù)高。</p><p>　　5.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易受酸、堿作用或氯化還原作用而變質(zhì)。</p><p>　　6.資源

33、豐富，低格低廉。</p><p>　　填料比纖維的散射系數(shù)大、亮度高，所以加填會提高紙的不透明度和白度.又因不在加填的紙中，填料散步在纖維之間，填充孔隙,使紙面取得更好的均勻性和平滑度，同時減少了纖維之間的接觸面，增大了纖維表面的光學(xué)非結(jié)合面積，使光線在填料和空氣間的界面處發(fā)生的散射比在其它界面處大，從而大大提高了成紙的不透明度。</p><p>　　填料的散射系數(shù)與填料的種類有關(guān)，從而施

34、加不同種類的填料，盡管用量相同，但對提高不透明度效果不同。二氧化鈦的散射系數(shù)遠高于其它填料，所以對提高成紙的不透明度效果顯著，是高效填料，其用量可少，對紙張物理強度影響較?。坏蚱鋬r格較高，僅限于在薄頁紙和高級中使用。</p><p>　　填料的形狀和粒度也影響散射系數(shù)的大小，這是因為填料的比表面積與其形狀和粒度有關(guān)，比表面愈來愈大，散射能力愈強。</p><p>　　造紙加填料的最初目的

35、是降低紙的成本，現(xiàn)在主要目的是使張獲得某些特殊性質(zhì)。由于加填的目的不同，填料在紙中所占的比例差別較大，一般在10%-20%。采用一種填料或幾種取決于所要求的紙降特殊性質(zhì)。在各類紙中，印刷用紙和書寫紙的填料用量最大 。填料有助于改善紙張的下列性質(zhì)[4]： </p><p>　　1.通過填充紙頁中的空隙，提高紙頁的勻度與平滑度；</p><p>　　2.增加紙的不透明度和白度；</p&g

36、t;<p>　　3.增加尺寸穩(wěn)定性；</p><p><b>　　4.增加造印性；</b></p><p><b>　　5.降低紙的成本。</b></p><p>　　生產(chǎn)一般文化用紙采用滑石粉作填料，施加適當(dāng)?shù)牧砍杉埣纯蛇_到不透明度的要求。由于輕質(zhì)碳酸鈣的粒度小于滑石粉和重質(zhì)碳酸鈣，所以輕質(zhì)碳酸鈣對不透明度

37、的提高幅度大。據(jù)此，可用輕質(zhì)碳酸鈣部分替代或全部替代滑石粉作填料，以達到成紙對不透明度的更高要求。但碳酸鈣在酸性介質(zhì)國分解，產(chǎn)生氣泡，所以除在中性旋膠條件下可安全施加碳酸鈣外，在其它條件下，要注意控制上網(wǎng)紙料的PH值在堿性范圍內(nèi)，為施加碳酸鈣創(chuàng)造條件。</p><p>　　表1.4示出了采用漂白硫酸鹽荻葦漿和木漿單純施加滑石粉和改用施加滑石粉和輕質(zhì)碳酸鈣混合填料的情況[1]。</p><p&g

38、t;　　44g/m2薄膠印紙是輪轉(zhuǎn)膠印雙面印刷紙，紙質(zhì)細膩、表面平滑、強度大、印刷適性好。為解決初始生產(chǎn)時，紙面較粗糙，印刷后出現(xiàn)透影現(xiàn)象，據(jù)有關(guān)資料表明：變更原料配比，將針葉木漿用量由55%降為45%，棉漿由45%上升為55%；填料由系15%滑石粉+15%輕質(zhì)碳酸鈣改為30%輕質(zhì)碳酸鈣。實際生產(chǎn)結(jié)果如表1-5所示，成紙平滑度大幅度提高，不透明度達90%以上，滿足了印刷質(zhì)量要求[1]。</p><p>　　表1.

39、4 混合填料提高不透明度</p><p>　　表1.5 輕質(zhì)碳酸鈣代替混合填料的效果</p><p>　　1.4.2.1碳酸鈣的分類及特點</p><p>　　碳酸鈣根據(jù)制造方法的不同可分為：造紙CaCO3分為沉淀CaCO3(輕質(zhì)CaCO3或稱合成CaCO3，簡稱PCC)和研磨CaCO3(重質(zhì)CaCO3，簡稱GCC)兩種，另外又有堿回收白泥經(jīng)精制以后的碳酸鈣(實際為

40、沉淀碳酸鈣)和最新引入造紙行業(yè)的納米碳酸鈣。按造約用途，又可分為造紙?zhí)盍虾屯坎碱伭蟽深怺5]。</p><p>　　沉淀碳酸鈣的形態(tài)和特性：沉淀碳酸鈣(PCC)又叫輕質(zhì)碳酸鈣，70-90年初，PCC主要作為造紙涂布顏料使用，少量用于造紙?zhí)盍?，并一度占領(lǐng)著造紙?zhí)妓徕}市場的統(tǒng)治地位，最高年耗量接近10萬噸，GCC是不等邊棱形體，有的稱之為玫瑰花型結(jié)構(gòu)。因為微細的結(jié)晶細而長，聚集成簇，圍繞著核心顆粒呈放射狀排列就象玫瑰

41、花一樣。這種顆粒比GCC菱面體具有更大的雙表面積，因此具有更大的光散射能力，使紙頁具有更高的白度和不透明度。但是這種玫瑰型的結(jié)構(gòu)也使得顆粒中或顆粒之間有大量的空隙，由此影響纖維間的結(jié)合，使紙頁強度降低。頁中能加填的PCC總量是有限度的。當(dāng)加填的量超過某一值時，紙在，紙頁的強度具降低、產(chǎn)生孔隙、降低車速[5]。</p><p>　　白堊、石灰石、大理石是天然的CaCO3，經(jīng)機械粉碎、研磨、分級，制成細微的顆粒稱之為

42、GCC。GCC可用作和顏料，用于造紙時90%的顆徑小于2um，為菱面型結(jié)構(gòu)。</p><p>　　納米碳酸鈣，系指化學(xué)合成碳酸鈣的粒徑在1~100nm范圍內(nèi)的產(chǎn)品。它包括了超細碳酸鈣和超微細碳酸鈣兩種碳酸鈣產(chǎn)品[5]。納米碳酸鈣為白色流砂狀細粉，本身無毒。無味。具有憎水性，在大氣中沉淀。粒子為球形，表面被復(fù)有活性基團。</p><p>　　1.4.2.2納米碳酸鈣與普通碳酸輕鈣的比較<

43、;/p><p>　　納米碳酸鈣與普通碳酸輕鈣的比較[6]： </p><p>　　①粒子細。平均粒徑為40 nm，是普通輕質(zhì)碳酸酸鈣粒徑的數(shù)十分；</p><p>　　②比表面積大，比普通輕質(zhì)碳鈣大近8倍；</p><p>　?、哿Ｗ泳螢榱⒎襟w狀，部分連結(jié)成鏈狀，具有類結(jié)構(gòu)性，與紡睡狀的輕質(zhì)碳酸鈣和無規(guī)則狀的重質(zhì)碳酸鈣不同；</p>

44、<p>　　④納米碳酸鈣經(jīng)過表面活化處理后，活化率較高，具有不同的功能和用途；</p><p>　　⑤白度較高，適宜作淺色制品，pH值呈弱堿性。</p><p>　　1.4.3打漿的影響</p><p>　　隨著打漿的進行，纖維吸水潤脹并發(fā)生細纖維化，比表面積增加，提高了成紙的緊度和強度，而減少了紙中的光學(xué)非結(jié)合面積，降低了紙的不透明度。因此，生產(chǎn)半透

45、明紙、描圖紙等紙種時采用枯狀打漿，而生產(chǎn)不透明度大的紙時，則應(yīng)以打游離狀漿為宜。表1.6示出了紙張的不透明度與紙漿打漿度的關(guān)系，由表可知各種紙漿均隨打漿度的上升，其成紙不透明度下降，但不同漿種其降低幅度有差異[1]。</p><p>　　表1.6 紙漿打槳度與成紙不透明度的關(guān)系</p><p>　　1.4.4紙張的定量和厚度對不透明度的影響</p><p>　　原料

46、配比相同的紙張，隨著紙張定量的增加，紙張厚度也隨之增大，即加大了紙中光學(xué)非結(jié)合面積，增大了光的散射區(qū)域，同時，吸收光的數(shù)量也增大了，從而提高了紙的不透明度。表1.7示出了定量和厚度對不透明度的影響[1]。</p><p>　　表1.7 定量厚度對不透明度的影響</p><p>　　1.4.5紙張的緊度對不透明度的影響</p><p>　　紙的緊度是影響不透明度的基

47、本紙張性質(zhì)，有非常密切的關(guān)系。組成紙張的重要成分纖維素是一種具有單斜品系結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，能夠透過各種色光。大小相對地說明紙中實體部分與孔隙(空氣)部分比率的大小，當(dāng)紙張緊度較低，即纖維交織后存在著若干孔隙，內(nèi)有空氣了，會對光線產(chǎn)生漫反射而使不透明度增加；當(dāng)提高紙張緊度，增加了纖維間的光學(xué)接觸面積，降低了分散光線，從而了降低了紙張不透明度[7]。表1.8示出了兩種印刷紙的緊度與不透明度的關(guān)系，可知不透明度隨紙的緊度降低而升高，但紙的緊度與紙的

48、強度等物理性能密切相關(guān)，所以其值應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。紙機壓榨、壓光過重會使紙的緊度增大，從而降低了成紙的不透明度[1]。</p><p>　　表1.8 紙的緊度與不透明度的關(guān)系</p><p>　　1.5 國內(nèi)外研究狀況</p><p>　　早在四十年代，歐美國家就將CaCO3廣泛用于紙張加填和涂布顏料。那時，用量最大的是填料型研磨CaCO3，而輕鈣主要用于凹版印刷

49、涂布紙。隨著合成膠乳的出現(xiàn)，輕有鈣開始用于膠印顏料涂布紙和涂布紙板。六十年代，隨著加工技術(shù)的進步，可以制造出比輕鈣粒度更細、性能更為優(yōu)良的超細重鈣，促進了它在世界范圍內(nèi)用量急劇增加。特別是近幾年，歐美國家造紙CaCO3用量增長速度鑒已超過高嶺土和滑石粉。據(jù)估計，到2000年月CaCO3在造紙礦物市場占的份額，美國將達舀到55%，歐洲為60%[8]。 </p><p>　　改革開放后，中國造紙工業(yè)生產(chǎn)和消費發(fā)展很

50、快，1998年全國紙和紙板的產(chǎn)量超過28 000kt，居世界第三位。造紙行業(yè)是納米碳酸鈣最具開發(fā)潛力的市場，世界上在紙張中納米碳酸鈣的填充量約為紙張重量的20%-40%。對于光澤好的高級印刷用紙中所用碳酸鈣以0.1-0 .5 pm的范圍最好。最近研究表明，經(jīng)特殊包覆處理的微細碳酸鈣比普通碳酸鈣的光澤、不透明性、油墨吸水性都好，可用于各種高級包紙。</p><p>　　隨著造紙技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)今世界造紙工業(yè)正經(jīng)歷

51、一場由酸性造紙向中堿性造紙的變革。中堿性環(huán)境抄紙除了給堿性填料如碳酸鈣帶來了無限生機的同時，加填堿性填料可以獲得各種特殊性能的紙張，如卷煙紙、字典紙、高透氣度咀棒成型紙等，滿足各層次的要求.當(dāng)今紙張向低定量，品種多，高檔化發(fā)展離不開填料。紙料通過加填碳酸鈣，可以改善紙張的不透明性能。從歐美等國家的造紙工業(yè)發(fā)展看，碳酸鈣已經(jīng)顯示出作為填料的獨特魅力，必將在未來的造紙業(yè)發(fā)揮更加不可替代的作用。</p><p>　　當(dāng)

52、今世界造紙工業(yè)正經(jīng)歷一場由酸性造紙向中堿性造紙的變革.傳統(tǒng)造紙是在酸性環(huán)境中抄紙，這不僅加速紙張的老化、降低紙張的耐久性和強度、白度等物理性能，限制了檔案資料的保存時間及康價堿性填料的使用，還嚴重地腐蝕抄紙設(shè)備，影響了毛毯的過濾性能和使用壽命，更重要的是污水中銘離子限量的超過會降低人體大腦的記憶力，構(gòu)成對人體的危害。據(jù)報道：[9-11]美國國家圖書館因酸性紙張的老化損失近6百萬冊的圖書.若采用中堿性抄紙不僅能克服酸性抄紙帶來的上述缺點，

53、而且對康價的堿性填料在造紙工業(yè)中的應(yīng)用帶來極大的生機.資料表明:中堿性抄紙發(fā)展的主要驅(qū)動力是在紙張中填充比紙漿纖維更廉價的填料如碳酸鈣，大大降低了紙張的生產(chǎn)成本，可以獲得明顯的經(jīng)濟效益。目前，歐美等國家的大部分廠家已經(jīng)轉(zhuǎn)向以中堿性抄紙為主，而我國只有少數(shù)幾個大廠家采用中堿性環(huán)境抄紙，多數(shù)廠家仍以酸性抄紙為主，生產(chǎn)的紙張質(zhì)量不高，品種較少，檔次一般[12-13]，入世以后，勢必更加受世界性中堿性抄紙的沖擊。因此，我國必須大力發(fā)展中堿性造紙

54、，采取新工藝，才能跟上世界造紙業(yè)的發(fā)展步伐[14]。</p><p>　　1.5.1納米碳酸鈣的國內(nèi)外的研究狀況</p><p>　　1.5.1.1國內(nèi)鈉米碳酸鈣的生產(chǎn)與研究現(xiàn)狀</p><p>　　我國從20世紀80年代開始進行納米碳酸鈣的研制工作，于90年代初實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。國內(nèi)納米碳酸鈣的研究開發(fā)單位主要有北京化工大學(xué)、華東理工大學(xué)、中科院合肥固體物理研究所、

55、天津化工研究院、唐山化工研究所等。其中華東理工大學(xué)、中科院合肥固體物理研究所和天津化工研究院等采用間歇鼓泡碳化法，能制得平均粒徑為80-100nm的納米碳酸鈣產(chǎn)品。北京化工大學(xué)采用超重力技術(shù)制得平均粒度為30nm左右的碳酸鈣產(chǎn)品。清華大學(xué)的向蘭等采用間歇鼓泡碳化法、管式分布器的方法合成了平均粒度為0.1 pm左右的超細球形碳酸鈣。西北大學(xué)的鄭嵐等以硫酸為添加劑，與氫氧化鈣懸浮液混勻加入反應(yīng)器，間歇碳化法制得納米碳酸鈣。東北大學(xué)的何明照等

56、采用間歇碳化法，合成出針狀納米碳酸鈣等。</p><p>　　國內(nèi)沉淀碳酸鈣的生產(chǎn)始于1931年，發(fā)展到今天已有碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)數(shù)百家。但絕大多數(shù)企業(yè)只能生產(chǎn)普通級碳酸鈣產(chǎn)品，能夠生產(chǎn)高活性、專用級碳酸鈣產(chǎn)品的企業(yè)很少，能夠生產(chǎn)納米碳酸鈣產(chǎn)品的企業(yè)屈指可數(shù)，一些專用級產(chǎn)品如特殊紙張用碳酸鈣還大量依賴進口[15]。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國國內(nèi)現(xiàn)有碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)近千家，其中具有一定規(guī)模的沉淀碳酸鈣企業(yè)320余家[16]。

57、國內(nèi)納米碳酸鈣的生產(chǎn)始于20世紀90年代初期，廣東恩平廣平化工有限公司和遼寧本溪助劑廠先后從日本引進了納米碳酸鈣生產(chǎn)線，當(dāng)時可生產(chǎn)5-6種晶型的產(chǎn)品，主要用于塑料工業(yè)。</p><p>　　1.5.1.2國外納米碳酸鈣的生產(chǎn)與研究現(xiàn)狀</p><p>　　目前，間歇碳化法仍然是國外納米碳酸鈣制備方法中的主導(dǎo)生產(chǎn)工藝。日本的納米碳酸鈣生產(chǎn)，在技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)方面等處于國際領(lǐng)先地位。早在19

58、14年日本人白石恒二就發(fā)明了碳酸化法制備輕質(zhì)碳酸鈣，大大推進了碳酸鈣的應(yīng)用。1927年發(fā)明了碳酸化合成納米活性碳酸鈣?，F(xiàn)已能生產(chǎn)定型及無定型等形態(tài)以及表面改性品種多達50多種。日本獅子公司、白石公司、白石中央研究院、金平公司等對碳酸鈣粉體的形態(tài)控制及表面處理有獨到的研究。例如日本白石公司研制的無定型碳酸鈣、用于熱感應(yīng)紙的針狀碳酸鈣、用有機物包覆平均粒徑為5-20nm的超微細碳酸鈣表面制得高透明的碳酸鈣填充劑;日本東洋電化工工業(yè)公司研制成

59、功的平均粒徑為18nm的經(jīng)表面處理分散性很好的碳酸鈣產(chǎn)品;日本神島化學(xué)工業(yè)公司研制成功的粒徑在100nm以下、粒度分布極窄、分散度高的碳酸鈣產(chǎn)品等。美國、法國、德國、英國等國也十分重視碳酸鈣新產(chǎn)品的開發(fā)。美國側(cè)重于造紙和涂料用納米碳酸鈣系列產(chǎn)品的研究與開發(fā)，在偶聯(lián)劑的開發(fā)方面處于國際領(lǐng)先地位，美國MTI公司是國際上的輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)廠商。英國則主要生產(chǎn)高檔涂料專用納米碳酸鈣，著名的英國ICI公司生產(chǎn)的汽車底漆專用碳酸鈣產(chǎn)品</p&g

60、t;<p>　　1.6論文的主要內(nèi)容</p><p>　　在紙漿中加入碳酸鈣能提高紙的不透明度，但由于碳酸鈣粒徑、分布及在紙中的留著等原因，要達到一定的不透明度，往往需要比較高的填料加入量及填料留著率才能保證紙張有預(yù)期的不透明性能。本實驗希望通過在纖維表面進行碳酸鈣改性，獲得具有高光學(xué)性能的納米化纖維，用它與普通紙漿進行配抄，研究使用改性紙漿纖維后紙的白度、不透明度、緊度、撕裂度、耐破度、抗張指數(shù)。

61、評價碳酸鈣改性纖維生產(chǎn)低灰分、高不透明度紙張的可行性。</p><p>　　第二章 纖維表面碳酸鈣改性</p><p><b>　　2.1 引言</b></p><p>　　考慮到碳酸鈣加填能增強紙頁的不透明性，由于碳酸鈣顆粒向微細化發(fā)展，加填的碳酸鈣顆粒比較小，因而在造紙過程中留著率比較低。要達到一定的不透明度，往往需要比較高的填料加入量及填

62、料留著率才能保證紙張有預(yù)期的不透明性能。如果將碳酸鈣吸附在纖維上，那么紙料中的碳酸鈣的留著率就會增加，從而也能提高紙頁的不透明度，降低紙頁的灰分，并且節(jié)省填料。</p><p>　　納米化纖維的研究與生產(chǎn)中，碳化反應(yīng)工段是整個工藝過程的核心部分。該過程工藝參數(shù)控制的好壞直接決定著納米化纖維的性能。當(dāng)前，由于國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)和科研單位對碳化反應(yīng)技術(shù)封鎖較嚴，而且由于反應(yīng)裝置存在差異，控制參數(shù)也各不相同，因此有必要對碳

63、化反應(yīng)過程進行深入研究。</p><p>　　本章主要對纖維表面進行碳酸鈣改性，獲得具有高光學(xué)性能的納米化纖維的最佳工藝進行研究。主要考慮的因素為：反應(yīng)的溫度、CO2流量、Ca(OH)2的濃度、攪拌速度等。并且研究了反應(yīng)因素對改性纖維的影響趨勢，最后確定最佳的工藝條件。</p><p>　　2.2 實驗原材料及方法</p><p>　　2.2.1實驗前的準(zhǔn)備<

64、/p><p>　　將整張的漿板撕碎，根據(jù)含水率10%稱取相當(dāng)于絕干漿360±5g的漿料共400g，用5L水浸泡4小時以上，然后用標(biāo)準(zhǔn)疏解機疏解。在篩分前，將篩分機清洗一遍了，裝上篩板、濾紙。打開電源，開動疏解機，然后將疏解好的漿料倒入機內(nèi)。將30目篩板的漿料裝在塑料袋子里，其它的漿料裝在另一個袋子里。最后將過30目的漿料掰成盡量小的顆粒，放回大塑料袋中，在其外面再套一個塑料袋，封口。放在冰箱的保鮮層中，平衡

65、水分，待用。</p><p>　　2.2.2實驗原材料</p><p>　　Ca(OH)2 (含量 ≥95%)…………………………廣東汕頭市西隴化工廠</p><p>　　助劑……………………………………………..實驗室自備</p><p>　　CO2氣體

66、 </p><p><b>　　2.2.3實驗儀器</b></p><p>　　pHS-25數(shù)顯pH計………………………………上海精密科學(xué)儀器有限公司</p><p>　　數(shù)顯恒溫水浴鍋…………………………………..常州國華電器有限公司</p><p>　　天平……………………………………………..上海天

67、平儀器廠</p><p>　　四口燒瓶…………………………………………</p><p>　　強力恒速攪拌器………………………………. 常州市新析儀器有限公司</p><p>　　GBJ-A 型纖維標(biāo)準(zhǔn)解離器……………………..長春市小型試驗機廠</p><p>　　玻璃轉(zhuǎn)子流量計………………………………..燕山儀表總廠</p>

68、<p>　　PTI Bauer-Mcnett纖維篩分儀…………………長春市小型試驗機廠</p><p>　　2.2.4 實驗工藝流程圖</p><p><b>　　助</b></p><p><b>　　劑</b></p><p>　　2.2.5碳化反應(yīng)說明</p><

69、p>　　本實驗采用帶攪拌裝置的間歇鼓泡碳化法制備納米化纖維。實驗所用的碳化反應(yīng)器為四口燒瓶，反應(yīng)器有效體積為400m1碳化反應(yīng)主要由恒溫水浴、攪拌反應(yīng)器、pHS-25數(shù)顯pH計。具體步驟為：</p><p>　　稱取2g長纖維漿料，加入400ml水中，倒入四口燒瓶中；</p><p>　　稱取一定量的Ca(OH)2固體，倒入燒瓶中；</p><p>　　將強力

70、恒速攪拌器打開，讓漿料和Ca(OH)2溶液充分混合；</p><p>　　一段時間后，加入0.3ml的助劑，通入CO2氣體；</p><p>　　當(dāng)PH值達到7左右時，結(jié)束反應(yīng)；</p><p>　　然后將未吸附在纖維上的CaCO3洗去；</p><p>　　將洗過的漿料放入烘箱烘干后稱重。</p><p>　　2.2

71、.6實驗結(jié)果及討論</p><p>　　2.2.6.1碳化溫度對反應(yīng)的影響</p><p>　　漿料濃度0.5%、Ca(OH)2的濃度1%、氣體流量為20L/h、二氧化碳濃度為100%(體積百分比)、攪拌轉(zhuǎn)速為200rpm、助劑0.3 ml的條件下，測定碳化溫度對纖維的增重，結(jié)果如圖2.1所示。</p><p>　　表2.1 Ca(0H)2在水中的溶解度</

72、p><p>　　表2.2 溫度對反應(yīng)的影響</p><p>　　表2.3常壓下C02在水中的溶解度 </p><p>　　由圖2.1所示，隨著溫度的增加，纖維的增重量逐漸減少。據(jù)有關(guān)資料表明[18]：在其它反應(yīng)條件保持不變的情況下，溫度碳酸鈣結(jié)品大小和形貌有顯著影響。在低溫(T≤15℃)下合成的納米碳酸鈣產(chǎn)品結(jié)品非常完整，絕大多數(shù)為球形，顆粒直徑小于100nm,粒度分

73、布較均勻，但在過低的溫度下進行碳化反應(yīng)得到的產(chǎn)品的粒度相對較大，分散性相對略差；當(dāng)反應(yīng)溫度為15℃時，產(chǎn)品平均粒徑約為45-90nm，粒度大小分布較均勻，分散性相對略好。當(dāng)碳化溫度為25℃時，產(chǎn)品存在球形和棒狀兩種品形，產(chǎn)品的粒度相差較大，分散性相對較差；在較高的反應(yīng)溫度(T≥40℃)下，得到的碳酸鈣產(chǎn)品為平均粒度較大，大小相差懸殊，分散性很差的紡錘形顆粒。</p><p>　　由于碳化反應(yīng)過程是一個氣-液-固的

74、多相反應(yīng)體系，整個過程既涉及到氣-液界面進行的CO2吸收過程，又涉及到液-固界面Ca(OH)2(S)的溶解過程，這兩個過程直接影響到CaCO3的過飽和度，從而影響快速沉淀反應(yīng)Ca2++2OH-+CO2=CaCO3(S)+H2O的進行，對晶體的成核與生長速度有著決定性的作用[18]。</p><p>　　由于CO2的溶解度和Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低(見表2.1[19]和表2.2)[20]，而懸浮體系

75、的粘度隨溫度的升高而降低。在其它工藝參數(shù)一定的情況下，當(dāng)碳化反應(yīng)溫度較低時，CO2和Ca(OH)2在水中的溶解度較大，液相中Ca2+和CO32-濃度較大，碳酸鈣的過飽和度S較大。有利于提高碳化反應(yīng)速度，得到的產(chǎn)品粒徑相對較小，粒度分布較均勻。但是溫度不能過低，溫度太低，懸浮液的粘度較大，界面擴散速度及化學(xué)反應(yīng)速度均較慢，不利于碳化反應(yīng)的快速進行，反而會使晶體成核速率減慢，使碳化反應(yīng)時間延長，對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響[21]。而且在實際生產(chǎn)中還

76、必須配備大功率的冰機來控制反應(yīng)溫度，相應(yīng)會增加能耗。當(dāng)碳化反應(yīng)溫度過高時，液相的過飽和度相對較低，這時碳酸鈣晶體的生長占優(yōu)勢，隨著碳化反應(yīng)的進行，晶體逐漸長大，最終得到的產(chǎn)品粒度較大。但從另一角度來講，溫度升高，液相的粘度降低，有利于熱量和質(zhì)量的傳遞。從圖2.1所示，隨著溫度的升高，纖維的增重越來越低。綜合考慮上述因素，在本實驗條件下，碳化反應(yīng)溫度在15℃左右較為適宜。</p><p>　　2.2.6.2 CO2

77、的流量對反應(yīng)的影響</p><p>　　漿料的濃度0.5%、Ca(OH)2濃度1%、反應(yīng)溫度15℃、攪拌速度300rpm、助劑0.3 ml的條件下，改變CO2流速對纖維增重的影響：</p><p>　　表2.4 CO2流量對反應(yīng)的影響 </p><p>　　由圖2.2所示，隨著CO2流量的增大，纖維的增重是減少的。從實驗過程中可以發(fā)現(xiàn)，在其它碳化反應(yīng)參數(shù)保持不變的條

78、件下，隨著氣體流量的增加，碳化反應(yīng)時間明顯縮短;據(jù)資料表明：當(dāng)氣體流量小于20L/h時產(chǎn)品粒度隨氣體流量的加大而減小，而流量大于200L/h時，粒度無明顯變化。碳酸鈣品體形貌受氣體流量的影響較小，品體為球形。</p><p>　　這個現(xiàn)結(jié)果可能是因為增加氣體流量，有利于提高氣體流動，降低氣泡的尺寸，增大氣液接觸面積，使CO2的傳質(zhì)速率加快，從而更有利于提高溶液中碳酸鈣的過飽和度，使碳酸鈣的成核速率加快所致。但是氣

79、體流量的增加，CO2吸收率下降，需耗費大量的原料氣。所以采用CO2的流量大約為20L/h為宜。</p><p>　　2.2.6.3 攪拌速度對反應(yīng)的影響</p><p>　　漿料的濃度0.5%、反應(yīng)溫度15℃，Ca(OH)2濃度1%，流量20L/h，助劑0.3 ml的條件下，改變轉(zhuǎn)速對反應(yīng)的影響：</p><p>　　表2.5 攪拌速度對反應(yīng)的影響</p&g

80、t;<p>　　由圖2.3可以看出，在其它反應(yīng)條件不變的情況下，提高攪拌轉(zhuǎn)速，纖維的增重是逐漸減少的。當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速較低時，傳質(zhì)、傳熱效果較差，碳酸鈣的過飽和度低，結(jié)果形成的碳酸鈣粒度較大，所以纖維的增重大。</p><p>　　由于機械攪拌的作用，增強了反應(yīng)體系的湍流程度，加快了熱量、質(zhì)量的傳遞，更容易把體系中的CO2氣泡擊碎成大量的小氣泡，使氣液傳質(zhì)面積大幅度提高，同時還有利于Ca(OH)2的溶解，

81、提高了碳酸鈣的過飽和度，從而大大提高了其成核速率。由于機械攪拌的作用，在碳化反應(yīng)器中容易出現(xiàn)濃度的波動，極易產(chǎn)生高過飽和度，從而使碳酸鈣的成核速率加快[22]。而且，提高攪拌轉(zhuǎn)速可以防止碳酸鈣結(jié)晶粒子的凝聚，提高產(chǎn)品的分散性[23]。據(jù)資料表明[17]，攪拌速度300rpm時，碳酸鈣的顆粒呈球型。所以采用攪拌速度300rpm為宜。</p><p>　　2.2.6.3 Ca(OH)2的濃度對反應(yīng)的影響</p&

82、gt;<p>　　漿料的濃度0.5%、反應(yīng)溫度15℃，攪拌速度為300rpm，流量為20L/h，助劑0.3 ml的條件下，改變轉(zhuǎn)速對反應(yīng)的影響：</p><p>　　表2.6 Ca(OH)2的濃度對反應(yīng)的影響</p><p>　　從圖2.4表明，隨著Ca(OH)2濃度的增加，吸附在纖維上的碳酸鈣越多。在實驗過程中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Ca(OH)2濃度較低時，所需碳化反應(yīng)時間很短，只需

83、幾分鐘就能達到碳化反應(yīng)終點。隨著Ca(OH)2濃度的增加，碳化反應(yīng)時間明顯增加。這主要是因為在其它反應(yīng)條件不變的情況下，Ca (OH)2溶液是一次性地加入反應(yīng)器中，增加灰乳比重就相當(dāng)于增加了反應(yīng)物總量，從而導(dǎo)致碳化反應(yīng)時間的延長。據(jù)資料表明：隨著Ca(OH)2濃度的增加，碳酸鈣品體形貌沒有變化，都為球形顆粒。又由于Ca(OH)2的溶解度很小，所以Ca(OH)2的濃度為1%為宜</p><p><b>　

84、　2.3實驗小結(jié)</b></p><p>　　1.在0.5%的漿濃下，通過改變反應(yīng)溫度、氣體流量、攪拌轉(zhuǎn)速、Ca(OH)2的濃度能很好地控制CaCO3吸附在纖維的增重量。</p><p>　　2.在漿濃為0.5%時，改性纖維的最佳工藝為：Ca(OH)2的濃度為1%，由于Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低，而且溶解度很低，所以從節(jié)約的角度來看這用1%的濃度。反應(yīng)溫度為15℃

85、，由于CO2的溶解度和Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低，而懸浮體系的粘度隨溫度的升高而降低，當(dāng)碳化反應(yīng)溫度較低時，CO2和Ca(OH)2在水中的溶解度較大，有利于提高碳化反應(yīng)速度，得到的產(chǎn)品粒徑相對較小，粒度分布較均勻。溫度過低，使晶體成核速率減慢，溫度過高時，這時碳酸鈣晶體的生長占優(yōu)勢，隨著碳化反應(yīng)的進行，晶體逐漸長大，最終得到的產(chǎn)品粒度較大，考慮到所有的因素，反應(yīng)溫度為15℃為宜。CO2的流量為20L/h，由于增加氣體流量，

86、有利于提高氣體流動，使CO2的傳質(zhì)速率加快，但是氣體流量的增加，CO2吸收率下降，需耗費大量的原料氣，所以采用CO2的流量大約為20L/h為宜。攪拌速度為300rpm，由于提高攪拌轉(zhuǎn)速，纖維的增重是逐漸減少的。當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速較低時，傳質(zhì)、傳熱效果較差，碳酸鈣的過飽和度低，結(jié)果形成的碳酸鈣粒度較大。據(jù)有關(guān)資料表明，攪拌速度為300 rpm時，碳酸鈣成球形，所以攪拌速度最佳為3</p><p>　　3.在0.5%漿濃通入

87、CO2氣體，在反應(yīng)溫度為15℃、Ca(OH)2的濃度為1%、CO2的流量為20 L/h、攪拌速度為300rpm時，改性纖維的增重為0.528g左右。</p><p>　　第三章 改性纖維的應(yīng)用</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　紙主要是由纖維組成的，纖維素的一個重要特征就是其中含有大量的羥基，這些親水性羥基的

88、存在對于造紙過程具有十分重要的意義。親水性羥基的存在使得纖維在紙漿體系中呈分散狀態(tài)，從而使抄紙過程成為可能。由于改性纖維中吸附了碳酸鈣，纖維之間的親水羥基被碳酸鈣所取代，只能通過配抄進行抄造。</p><p>　　通過第二章的研究，改性纖維在反應(yīng)溫度為15℃、Ca(OH)2的濃度為1%、CO2的流量為20 L/h、攪拌速度為300rpm時，改性纖維的增重為0.528g左右。此時的改性纖中的碳酸鈣顆粒小、粒子細、白

89、度高、比表面積大，吸附在纖維上在抄造時作為填料留著率高。</p><p>　　本章將改性纖維按照不同比例進行配抄，研究配抄后紙頁的白度、不透明度、撕裂度、緊度、抗張強度。再將配抄的紙張與原紙和加填20%的填料進行比較相比較，確定最佳的配抄方案。</p><p>　　3.2 實驗材料及方法</p><p>　　3.2.1 實驗原材料</p><p&

90、gt;　　pd系列研磨碳酸鈣（粒度≤2μ的含量 ＞98%） 上海大恒化工有限公司</p><p>　　聚丙烯酰胺（MW＞3000000） 上海精化科技研究所</p><p>　　AKD乳液（固含量12.5%） 田禾化學(xué)品（蘇州）有限公司</p><p>　　CAS

91、 實驗自備</p><p>　　3.2.2 實驗儀器</p><p>　　ZQS2型打漿機 西北輕工業(yè)學(xué)院機械廠</p><p>　　肖伯爾打漿度儀 </p>&

92、lt;p>　　GBJ-A 型纖維標(biāo)準(zhǔn)解離器 長春市小型試驗機廠</p><p>　　ZQJ1200mm抄片器 西北輕工業(yè)學(xué)院機械廠</p><p>　　WZL-500紙張拉力儀 杭州輕通儀器開發(fā)公司</p><

93、;p>　　紙張撕裂度測定儀 四川省長江造紙儀器廠</p><p>　　白度顏色測定儀 杭州輕通儀器開發(fā)公司</p><p>　　厚度儀 </p><p>　　

94、電動紙板耐破度測試儀 布朗族模具廠</p><p>　　3.2.3 實驗方法</p><p>　　3.2.3.1 抄片用漿料的準(zhǔn)備</p><p>　　將整張的漿板撕碎，根據(jù)含水率10%稱取相當(dāng)于絕干漿360±5g的漿料共400g，用5L水浸泡4小時以上。打漿前，將打漿機清洗一遍，然后先加入18L的水。打

95、開電源，開動打漿機，然后將之前浸泡的漿料慢慢加入機內(nèi)，加入時間控制在3分鐘左右。裝完料，補充水至漿水的總體積為23.0±0.2l，疏解半小時。在疏解過程中，應(yīng)將底刀杠桿臂上下移動1～2次，以防漿片卡在刀間影響漿料的解離。</p><p>　　半小時之后，開始打漿。施加重鉈5.5±0.1kg，根據(jù)所需的打漿度，半小時后開始測打漿度，每隔5min測一次，最后到達35oSR。打漿共需要1hr，打漿完

96、之后，用漿袋把漿取出并盡量擠干，一起放在大塑料袋中，待用。</p><p>　　將擠干的漿料取出，掰成盡量小的顆粒，放回大塑料袋中，在其外面再套一個塑料袋，封口。放在冰箱的保鮮層中，平衡水分，待用。</p><p>　　3.2.3.2 抄片方案的確定</p><p>　　假定抄片用絕干漿為2g</p><p>　　每張紙的定量 =63.7g

97、</p><p>　　按照不同的比例配抄方案如表3.1所示：</p><p>　　表3.1不同比例的配抄方案</p><p>　　3.2.3.3 抄片工藝的確定</p><p>　　根據(jù)所查閱的資料，結(jié)合實驗室所具備的條件，初步擬定工藝流程為：</p><p>　　疏解→合成纖維→0.05%CAS→0.05%AKD→0

98、.02%CPAM</p><p>　　制定這樣的工藝條件考慮到了：</p><p>　　1.加入合成纖維，可以做為填料，降低用漿量，對紙的性能也有所改善?？紤]用合成纖維最重要的是，它對于加入酸性（硫酸鋁）和堿性（氫氧化鈉）物質(zhì)引起的pH變化都具有明顯的緩沖作用，使它很好的滿足了堿性抄紙中，pH值的要求，并且留著率高。</p><p>　　2.采用CAS和聚丙烯酰胺二

99、元助留助濾系統(tǒng)。由于CAS能與漿料中的負電性的纖維和填料以靜電結(jié)合，吸附在纖維表面上，吸附產(chǎn)生的氫鍵力又導(dǎo)致纖維之間的結(jié)合增強，并把細小纖維、填料和長纖維連接在一起形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使紙張具有補強和助留作用。</p><p>　　3. 采用AKD施膠，由于紙主要是由纖維組成的，纖維素纖維的一個重要特征就是其中含有大量的羥基，這些親水性羥基的存在對于造紙過程具有十分重要的意義。親水性羥基的存在使得纖維在紙漿體系中呈分散

100、狀態(tài)，從而使抄紙過程成為可能。另外，纖維中羥基的存在，使得紙漿纖維之間產(chǎn)生氫鍵結(jié)合，從而能夠賦予紙品一定的強度。但是由于紙品的親水性及其結(jié)構(gòu)的多孔性，使得未施膠的紙品抵抗液體滲透的能力差，不能滿足某些使用上的要求。因此，施膠是一個非常重要的工藝過程。在造紙過程中，根據(jù)施膠劑添加位置的不同，可將施膠劑分為漿內(nèi)施膠劑和表面施膠劑兩大類。對于漿內(nèi)施膠劑而言，是將施膠劑加入紙漿中，這樣抄出的紙能增加對水滲透的抗力。從另一角度看，漿內(nèi)施膠可通過降

101、低紙的表面能，使紙表面有更高的疏水性。</p><p>　　4.聚丙烯酰胺是一種高分子化合物，分子鏈上有足夠的反應(yīng)點和活性點，它通過與纖維、粒子間形成化學(xué)和物理交聯(lián)作用，也就是通常所說的架橋作用，使疏水性膠體懸浮液產(chǎn)生聚集，而后達到被截留在網(wǎng)上，形成濕紙幅的目的。</p><p>　　在整個抄片實驗過程中，如不做特殊的說明，都采用了這樣的工藝，一來生產(chǎn)上，文獻上都視其為比較好的工藝條件。二

102、來用這樣統(tǒng)一的工藝抄出來的紙，性質(zhì)比較穩(wěn)定，用在對比中也比較具有代表性。</p><p>　　3.2.3.4 纖維水分的測定</p><p>　　精確稱取3～5g的試樣，于潔凈的已烘干并恒重的扁形稱量瓶中，置于烘箱，于105±3oC烘干4小時，將稱量瓶移入干燥器中，冷卻半小時后稱重。再移入烘箱，繼續(xù)烘干1小時，冷卻稱重。如此重復(fù)施行，直至恒重為止。</p><

103、p>　　水分含量x，以%表示，按下式計算：</p><p>　　式中 G—試樣在烘干前的重量，g；</p><p>　　G1—試樣在烘干后的重量，g。</p><p>　　同時進行兩次測定，取其算術(shù)平均值為測定結(jié)果，要求準(zhǔn)確到小數(shù)點后第二位，兩次測定計算值間誤差不應(yīng)超過0.20%。</p><p>　　3.2.3.5 CAS的制備

104、</p><p>　　假定要抄200張紙，CAS的用量為0.05%,則應(yīng)用移液管移取1.9824gCAS(CAS的固含量為10.0888%)，后溶為500ml，每張紙取2.5ml。</p><p>　　3.2.3.6 AKD的制備</p><p>　　假定要抄200張紙，AKD的用量為0.05％，則應(yīng)用移液管移取2.4845g改性AKD(固含量為16.1%)用量瓶定

105、容為500ml，每張紙取5ml。</p><p>　　3.2.3.7 CPAM的乳化</p><p>　　稱取0.2g的CPAM，加入100ml的蒸餾水，加熱并用玻璃棒攪拌至CPAM完全溶解，均勻地分散在溶液中，然后稀釋至1000ml，即濃度0.02%。</p><p>　　3.2.3.8 抄片</p><p>　　根據(jù)由陳佩蓉等主編的，輕工

106、出版社出版的《制漿造紙實驗》中的相關(guān)規(guī)定操作。</p><p>　　3.2.3.9 抗張強度的測試</p><p>　　采用電子自動的拉力儀，具體的操作步驟如下：</p><p>　　(1) 切取寬15mm的紙樣若干條；</p><p>　　(2) 打開儀器，清零；</p><p>　　(3) 將試樣夾好后啟動儀器，至

107、紙條斷裂記下讀數(shù)。</p><p>　　3.2.3.10 不透明性的測定</p><p>　　采用白度顏色測定儀，具體的操作如下：</p><p>　　(1)打開電源，將旋鈕轉(zhuǎn)至UV和Ry燈亮；</p><p>　　(2) 將黑筒放入測量口，按調(diào)校按鈕，再按回車鍵；</p><p>　　(3) 將標(biāo)準(zhǔn)板放入測量口，按調(diào)

108、校按鈕，再按回車鍵；</p><p>　　(4) 將紙放入測量口，按測量鍵，讀也R∞；</p><p>　　(5) 上黑筒，將單層紙放在黑筒上，按R0/R//F/鍵，讀出R0。</p><p>　　3.2.3.11 白度的測定 </p><p>　　采用白度顏色測定儀，具體的操作如下：</p><p>　　(1) 打開