文化用紙中硅灰石助留助濾劑的研究

1、文化用紙中硅灰石助留助濾劑的研究翁景崢 葉偉群 ( 福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院， 福建省高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ，福州 ，3 5 0 O 0 7)摘 要 ：本文研 究助 留助濾劑對(duì)硅 灰石在 文化用紙 中留著的影響，為硅灰石在造紙 中 推 廣應(yīng)用提供 技術(shù) 支持 。研 究結(jié)果表 明，陰陽離子復(fù)合助 留助濾劑對(duì)硅 灰石的留著率和成紙 的性能有明顯的提 高。當(dāng)C L Z 一 2 的添 加 量 為O ． 1 ％，Y L Z 一 2 的 用 量

2、為f ) ． 0 1 ％時(shí) ，效果 最好 。關(guān)鍵 詞 ： 硅 灰石 助 留劑 文化 用 紙 填 料作為紙 漿纖維 的替代 品 ，其使 用量在造 紙 工業(yè) 中僅 次于纖維 居于 第二位 。硅 灰石 是一種 天然 產(chǎn)出的鏈 狀偏硅 酸鈣 礦物 ，做 為礦物纖維 的 一 種 ，其在我 國(guó)資源 豐富 ，價(jià) 格低廉 。硅 灰石不 同于植 物纖維 ，也不 同于傳統(tǒng) 填料如碳 酸鈣 、滑 石粉 等 ，它是 介于植物 纖維與傳 統(tǒng)填料 之間 的纖 維狀

3、材料 ，它的白度 、 折光率較高，具有傳統(tǒng)填 料所不具備的某些特殊性質(zhì) ，可以替代傳統(tǒng)填料 應(yīng) 用于新 聞紙 、膠 版紙 、書寫紙 等印刷文 化用紙 中 叫。由于具 有 良好的尺寸穩(wěn) 定性 、耐熱性 、抗 化學(xué) 性 、阻 燃性和 電絕緣性 等植物纖 維所 無法 比 擬 的特 性 ，纖維狀硅 灰石在 紙漿 中的加入會(huì) 賦予 紙張某些特殊的性能 ，可用于生產(chǎn)特種紙 。硅灰石 目前在造 紙領(lǐng)域 雖然還處 于研 究和試 用階段 ，如果 能在造

4、 紙工業(yè) 中廣泛應(yīng) 用 ，不僅 可 以節(jié) 約大量植物 纖維 原料 ，降低生產(chǎn) 成本 ，而 且 可以大 幅度緩解 我國(guó)植樹 造林 的壓力 ，減少森林 資源的采伐 。本文研 究助 留助濾劑對(duì)硅灰 石在 文 化用紙 中 留著 的影響 ，為硅灰 石在造紙 中推廣 應(yīng)用提供 技術(shù)支持 1實(shí)驗(yàn)部分 1 ． 1 原 料 和 藥 品 纖維狀 硅灰石 ，工廠送 樣 ；紙 漿 ，工廠 送文 化 用紙漿 ；陰離子 助留劑 ，YL Z — l ，Y L Z 一

5、 2 ；陽 離子助留劑 ，C L Z 一 1 ，C L Z 一 2 ，C L Z 一 3 ，C L Z 一 4 。1 ． 2儀 器 Z J 一 1 0 0 型紙漿打漿 度測(cè)定儀 ，長(zhǎng)春市紙張?jiān)?驗(yàn)機(jī) 廠 ；紙 張抄取 器 ，西 北輕工 業(yè)學(xué)院機(jī) 械廠 ；D Y S Y— l 壓縮試驗(yàn)儀 ，杭州輕通儀器開發(fā)公司。1 ． 3實(shí)驗(yàn)方法 1 ． 3 ． 1 抄紙 稱 取 定量 的紙 漿 纖維 ，用攪拌 機(jī) 疏解 6 0 s 后 在 標(biāo) 準(zhǔn)紙 頁

6、成 形器 上抄 片 ，壓榨 后 l O 5 ℃下干燥 6 0r ai n ，得定 量為 7 0 g· m的手抄 片 ；恒溫恒 濕 2 4h 后按國(guó) 家標(biāo) 準(zhǔn)測(cè)定紙張 的環(huán)壓 強(qiáng)度 。1 ． 3 ． 2 紙張灰分的測(cè)定 本試驗(yàn)精確稱取烘干后的試樣1 ～ 2g( 稱準(zhǔn)至 0 ． 0 0 0 1g) 于預(yù)先灼燒至恒重 的鉑坩鍋 中，加蓋 ，將坩堝移入高溫爐中 ，在5 7 5 土 2 5 ℃下灼燒 5h，至 灰渣 中無黑色 炭素并恒

7、重為止 。硅灰 石 留著 率按 照下式計(jì)算 A％= f W 2 — 0 ． 9 W 1 ) ／ C * 1 0 0 ％( 1 )A％為硅 灰 石 留著 率 ；Wl 為 空 白紙 張 的 灰 分 ；W2 為添加 硅灰石后紙 張的灰 分 ；C 為硅灰 石 添加百分含 量。2結(jié)果與討論 2 ． 1 單獨(dú) 陽離子助留助濾的影響 研 究 了 不 同 陽 離 子 助 留 劑 (CLZ—l、C L Z 一 2 、C L Z 一 3 、C L Z 一

8、4)在 添加量 為0 ． 0 5 ％、0 ． 1 ％、( ) ． 3 ％、0 ． 6 ％、l ％時(shí)對(duì)造紙 中硅灰 石留著率 的影響 ，以及對(duì)硅灰石紙張物理性能的影響。加 料順序 ：紙漿一 陽離子助留劑一硅灰石。劑與空 白實(shí)驗(yàn)對(duì) 比 ，硅 灰石 留著率有 了明顯的提 高，說明復(fù)合助留劑對(duì)硅灰石在紙漿中的留著也 有明顯的幫助作用。而紙張的物理性能環(huán)壓強(qiáng)度 也有一定的提升 。同表 l 中的 單 一 陽 離 子 助 留劑 比較 ，使 用 YL

9、Z 一 2 和CL Z 一 2 的復(fù) 合 體 系 ，硅灰 石 的 留著 率 和 紙 張 的物 理 性 能 都 有提 高 ，表 明該 復(fù) 合 助 留劑 ( YL Z 一 2 和C L Z 一 2)比單 一 陽離 子CL Z 一 2 助 留 劑 效 果 要 好 。 并 且 該 復(fù) 合 體 系 在 低 用 量 下 ( 0 ． 0 1 ％Y L Z 一 2 和0 ． 1 ％C L Z 一 2) 就 有 了良好 的表 現(xiàn) 。2 ， 3硅灰石 與其

10、他填料的對(duì) 比實(shí)驗(yàn) 本研究考察了上述的陰陽離子復(fù)合助留助濾 劑對(duì) 不同類 型填料 留著和環(huán)壓 性能 的影響 。采用 陽離子助 留劑 ( C L Z 一 2) 和 陰離子助 留f w J ( Y L Z 一 2 )添加量各為0 ． 2 ％、0 ． 0 1 ％。加料順序?yàn)?：紙漿一 陽 離子助留劑一礦物填料一陰離子助留劑。表3不同填料對(duì)紙張灰分和性能的影響 填料類 型 紙漿／ ％ 填料 環(huán)壓 強(qiáng)度 留著率／ ％／ k Nm 一 】無

11、 1 0 00 ． 3 7硅 灰石 9 09 8 ． 6 20 ． 4 6高l 嶺土 9 09 6 ． 1 20 ． 4 4重鈣 9 05 5 - 3 20 - 3 8輕鈣 9 06 8 - 3 2O 3 8由表3 可以看 出，使用的復(fù)合助留助濾劑對(duì)不 同填料 的留著均 有一定 的效果 ，重鈣和輕 鈣 的效 果最差 ，這是 由于重鈣和 輕鈣密 度較小 ，會(huì)浮在 水面上造 成實(shí)驗(yàn)過 程 中損 失部分 ，影響 了成紙 的 性能 。高

12、嶺土和硅灰石的留著率效果差不多，這說 明該復(fù) 合助 留助濾 劑并不 只對(duì)硅灰 石有效 ，對(duì) 其 他填料也有一定的效果，并且紙張的環(huán)壓強(qiáng)度得 到了提高 。3 總 結(jié) 使 用助 留劑能顯著 增加硅灰 石 留著 率 ，并且 對(duì) 成紙 的環(huán) 壓性能 有所提 高 。對(duì) 比單獨(dú) 陽離子助 留劑 ，陰陽離 子復(fù)合 助 留劑在低用 量下就達(dá) 到較 好的 效果 。當(dāng)C L Z 一 2 用量 0 ． 2％，Y L Z ～ 2 用 量為 0 ． 0 1 ％的

13、條件下 ，硅灰石的留著率到9 8 ． 6 2％，環(huán)壓 指數(shù) 為0 ． 4 6k Nm— 1 ． ，并且該陰陽離子復(fù)合助留劑 對(duì) 高嶺土填料也有較好 的應(yīng)用效果 。參考 文獻(xiàn) 【 1 1鄭飛． 新 聞紙礦 物纖維加填研 究和應(yīng) 用l _ l I _ 造 紙 科 學(xué)與 技 術(shù) ，2 0 0 6 ，2 5f 5 ) ： 5 0 - 5 3 ．【 2 1王建 ，周作 良，雷建 民． 纖維狀硅灰石的制備及 在造紙 中的應(yīng)用『 l 1 ． 西南

14、造紙 ，2 0 0 6 ，3 5( 4 ) ： 5 1 — 5 2 ．[ 3 1聶永俊 ． 礦物復(fù)合纖維在造紙 中的應(yīng) 用研究『 D】 ．南京： 南京林業(yè)大學(xué)制漿造紙工程 ， 2 0 0 5 ： 7 ．1 4 1 4 俞錦紅 ，張關(guān)云 ，李穎 ． 特種紙 用的非植物 纖維 r n ． 紙 和造 紙 ，2 0 0 5 ，2 5f 1 ) ： 5 3 -5 5 ．『 5 1胡琉球． 造 紙用非金屬礦 物與植物 復(fù)合 纖維制 備與性 能研 究

15、『 D 1 ． 武漢 ：武漢理工大學(xué) ， 2 0 0 7 ： 2 - 2 7 ．． 【 6 1修 慧娟 ，李金 寶 ，王志 杰． 造紙 用非植 物纖維 的種類和性質(zhì)【 J I _ 西南造紙 ， 2 0 ( ) 2 ，( 3 ) ： 2 8 —3 0 ．【 7 1葉 兆飛． 礦物 復(fù)合纖維在 紙袋及紙板 中的應(yīng)用 初 探 卟 西 南造 紙 ，2 0 0 5 ，3 4( 1 ) ： 3 6 —3 8 ．【 8 1施 玉北 ． 礦物 復(fù)合

16、纖維在造紙工 業(yè)中的應(yīng) 用【 l 1 ．西 南造 紙 ，2 0 0 3 ，3 2( 5 ) ： 3 2 — 3 4 ．【 9 1鄭飛．新聞紙礦物 纖維加填研 究和應(yīng)用U 1 ． 造 紙 科 學(xué)與 技 術(shù) ，2 0 0 6 ，2 5( 5 ) ：5 0 - 5 3 ．St u d yo nt h er e t e n t i o na n ddr a i n a g ea i ds y s t emso ft h eW o l l a s

17、 t o n i t ei n s i d et h eCu l t u r a lPa p e rW EN G J i n g z h e n g ， YE W e i q u n( C o l l e g eo fC h e mi s t r ya n dMa t e r i a l sS c i e n c e ， F u j i a nN o r ma lU n i v e r s i t y ；K e yL a b o r

18、 a t o r y f o rP o l y me rMa t e r i a l so fF u j i a nP r o v i n c e ， F u z h o u3 5 0 0 0 7 )Ab s t r a c t ： I nt h i spa p e r ， t h ee f f e c t so fr e t e n t i o na n dd r a i n a g ea i ds y s t e m u s i

19、 n gi nt h eRe t e n t i o no fwo l l a s t o n i t ei n s i d ec u l t u r a lp a p e rwe r es t u d i e d ．Th er e s u l t ss ho we dt h a tI o n i cc o mpo u n dr e t e n t i o na i d sc o u l di mp r ov et h er e t e

20、 n t i o nr a t eo fwo l l a s t o n i t ei n s i d ec u l t u r a lp a p e ra n dc o u l di mp r o v et h eM e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h epa p e r ．W h e nt h eCLZ一 2o ft h ed o s a g eo f0 ． 1 ％ ，YLZ-2i