APMP細小纖維與填料共絮聚機理及絮聚強度的研究.pdf

1、造紙過程中，由于紙機車速的不斷提高，對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小組分更好的留著，是每個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)加入助劑后會引起纖維、細小纖維和填料的絮聚，形成較大的絮聚團，這個過程雖然對提高細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，從而對紙張的勻度產(chǎn)生不良的影響。因此，本論文采用細小纖維與填料共絮聚技術(shù)來提高細小纖維與填料的留著率，并改善紙張的性能，提高紙機的運行性

2、能。本文選用楊木P-RCAPMP二次細小纖維為研究對象。
　　 本文首先對細小纖維與填料共絮聚工藝與傳統(tǒng)抄造工藝進行了對比研究，提出了共絮聚工藝的可行性。由FBRM測定可知，向細小纖維與填料中加入CPAM后，細小纖維和填料的數(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、絮聚工藝能提高細小纖維和填料的留著、紙張的白度、不透明度和強度性能，但不利于紙張的松厚度。
　　 基于共絮聚工藝的優(yōu)點，對不同添加量和篩分目數(shù)下的細小纖維與填料形成的絮聚團進行了多角度表征。結(jié)果顯示，隨細小纖維篩分目數(shù)的增加，共絮聚團尺寸在逐漸減小，但減小程度不大，最小的P400二次細小纖維-碳酸鈣共絮聚團的最高峰值也是在100μm左右。隨篩網(wǎng)目數(shù)的增加，共絮聚團的表面負電荷在不斷增加，紙料的Zeta電位有所下降。在相同添加量的

4、情況下，各細小纖維篩分組分與碳酸鈣所形成的共絮聚團對紙張的白度和強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、不透明度和強度性能均在不斷上升。當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)為20000r時，紙張具有相對較好的性能。
　　 在此基礎(chǔ)上研究了PEI單組分助留體系下細小纖維-碳酸鈣共絮聚機理及絮聚強度。結(jié)果顯示，隨著PEI添加量的增加，共絮聚團的表面電荷

5、在不斷增加，紙料的Zeta電位絕對值在不斷變小。當(dāng)PEI用量從0.05％增加到0.1％時，共絮聚團的電荷由負變?yōu)檎娦粤?。加入PEI后，絮聚作用發(fā)生的比較快，達到最大絮聚團尺寸的時間很短，所形成的的絮聚團的尺寸較小。隨PEI添加量的不斷增加，雖然紙料的絮聚作用增強了，但共絮聚團的平均弦長在不斷變小，同時細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，留著效果最好，并且形成的共絮聚團的尺寸較小，加入到纖維中后不會對紙

6、張的勻度造成不良影響。在高剪切作用下，共絮聚團的平均弦長下降的不是很大，但留著率下降幅度很大。通過PEI形成的共絮聚團具有較高的重絮能力。
　　 然后進一步研究了CPAM單組分體系與CPAM/膨潤土體系下細小纖維-碳酸鈣共絮聚機理及絮聚強度。結(jié)果顯示，隨著CPAM用量的增加，通過CPAM單組分體系和CPAM/膨潤土體系所形成的共絮聚團的表面負電荷都在不斷降低，但始終呈負電性。兩種體系下紙料的Zeta電位絕對值都在不斷變小，但變化

7、幅度都不大。在相同的添加量下，隨著絮聚時間的延長，兩種體系下共絮聚團的平均弦長都在不斷變小，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的平均弦長要比單組分高。說明CPAM膨潤土體系下所形成的細小纖維-碳酸鈣共絮聚團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