復(fù)合改性膨潤(rùn)土微粒助留助濾劑研發(fā)及作用機(jī)理.pdf

1、在造紙工業(yè)生產(chǎn)中，選用合理而高效的助留助濾劑能夠有效地降低白水濃度、減小后續(xù)濕紙頁脫水干燥壓力，實(shí)現(xiàn)紙機(jī)高車速、白水高度循環(huán)的生產(chǎn)模式。由陽離子聚丙烯酰胺和膨潤(rùn)土組成的“hydrocol”微粒體系擁有良好的助留助濾效果，被廣泛應(yīng)用于造紙行業(yè)中。我國(guó)膨潤(rùn)土資源豐富，但是由于其中有效成分蒙脫石含量低而導(dǎo)致助留助濾效果較差，現(xiàn)在造紙企業(yè)中常用的膨潤(rùn)土大多來自進(jìn)口。
　　本課題采用反相微乳液聚合法合成陰離子聚丙烯酰胺(APAM)，與碳酸鈉

2、協(xié)同改性國(guó)產(chǎn)鈣基膨潤(rùn)土，并研究陽離子聚丙烯酰胺與制得的改性膨潤(rùn)土組成的微粒助留助濾體系的使用效果和作用機(jī)理，以期提高國(guó)產(chǎn)膨潤(rùn)土的使用性能。
　　在反相微乳液法合成APAM過程中，單體比例丙烯酸:丙烯酰胺摩爾比由1∶1增加到1∶3時(shí)，丙烯酰胺的轉(zhuǎn)化率變化不顯著，所合成的APAM特性粘度、粘均分子量和負(fù)電荷密度均顯著減小，微粒表面由光滑逐漸過渡到粗糙，顆粒間界限由明顯粘連逐漸到顆粒分散。
　　用APAM和碳酸鈉半干法協(xié)同改性鈣基

3、膨潤(rùn)土，探討APAM加入量、研磨時(shí)間和研磨濃度對(duì)改性膨潤(rùn)土的性能和應(yīng)用效果的影響。結(jié)果表明隨著APAM加入量的增加，改性膨潤(rùn)土的膨脹倍數(shù)、電荷密度、Zeta電位不斷增大，粒徑先減小后增大;與陽離子聚丙烯酰胺組成助留助濾體系，該體系對(duì)紙漿中細(xì)小纖維的留著率先增大后減小，濾水性能先增大后逐漸趨于穩(wěn)定，當(dāng)APAM加入量為1％時(shí)助留助濾效果最佳，與APAM加入量為0％時(shí)相比，細(xì)小纖維留著率由79.32％增加到90.26％，濾水時(shí)間由78.7s降

4、低為74.7 s;隨著研磨時(shí)間的增加，改性膨潤(rùn)土的膨脹倍數(shù)不斷增大、粒徑不斷減小，電荷密度先增大后趨于穩(wěn)定，Zeta電位先減小后趨于穩(wěn)定，對(duì)紙漿中細(xì)小纖維的留著率和濾水性能先增大后趨于穩(wěn)定，研磨時(shí)間在40 min即可達(dá)到最佳效果，對(duì)細(xì)小組分的留著率為92.62％、濾水時(shí)間為74.67s;當(dāng)研磨濃度低于50％時(shí)，改性膨潤(rùn)土的膨脹倍數(shù)、粒徑、電荷密度、Zeta電位保持穩(wěn)定，對(duì)細(xì)小纖維的留著率為90.73％、濾水時(shí)間為74.23s，助留助濾效

5、果保持穩(wěn)定;當(dāng)研磨濃度為50％時(shí)，改性膨潤(rùn)土的膨脹倍數(shù)減小、粒徑增大、電荷密度不變、Zeta電位增大，對(duì)細(xì)小纖維的留著率為84.99％和濾水時(shí)間為79.08s，體系的助留助濾效果變差;然而加入APAM和機(jī)械研磨作用對(duì)膨潤(rùn)土的層間距均無明顯影響。
　　將改性膨潤(rùn)土和CPAM加入到造紙濕部中，研究濕部環(huán)境對(duì)助留助濾體系應(yīng)用效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)陽離子聚丙烯酰胺加入量為0.08％、改性膨潤(rùn)土加入量為0.2％時(shí)（均相對(duì)于絕干漿的質(zhì)量），體

6、系的性能達(dá)到最好，細(xì)小組分留著率為90.26％;氯化鈉、硫酸鋁等物質(zhì)，嚴(yán)重影響助留助濾體系的效果，當(dāng)氯化鈉濃度為200 mmol時(shí)，體系失去助留助濾效果;當(dāng)硫酸鋁加入量為5％時(shí)，相比于硫酸鋁加入量為0％，體系的助留性能由91.26％下降到56.82％，濾水時(shí)間由77.5s上升到84s，助留助濾效果分別下降37.74％和8.39％;相對(duì)于堿性造紙濕部環(huán)境，當(dāng)該體系用于酸性環(huán)境中時(shí)，助留助濾效果分別下降29.8％和9.23％，明顯降低;當(dāng)用