新的非离子型微粒助留助滤体系及其机理的研究

摘要

目前造纸工业为了节约纤维原料和水资源,大量使用高得率浆、脱墨废纸、涂布损纸以及提高纸机白水循环封闭程度.这就使纸机湿部溶解性和胶体性物质越来越多,对纸机湿部操作的危害也越来越大.从而使阳离子型微粒助留系统的适用范围或使用效果受到很大的限制,助留助滤效能不能充分发挥出来.另外对添加到湿部系统中的其他造纸助剂可能产生较大的影响.为了解决这些问题,该论文拟开发出一种新型的非离子微粒助留助滤系统来弥补已有的助留助滤系统的不足,并对其絮聚机理进行探讨.该课题研究的是PEO/硅酸盐矿物非离子微粒助留体系,具体内容包括:(1)不同的PEO/硅酸盐矿物微粒助留助滤体系的研究;(2)PEO/凹凸棒粘土微粒助留体系的影响因素;(3)凹凸棒粘土的改性研究;(4)PEO/硅酸盐矿物微粒助留体系的机理研究.通过对所做实验结果的分析和讨论,主要的研究结果如下:1.凹凸棒粘土和锂基膨润土比其他无机粘土更适合与PEO构成助留助滤体系.当凹凸棒粘土的用量为4％,PEO为0.01％时,可以起到很好的助滤效果.PEO/凹凸棒粘土助留体系对高岭土、GCC和滑石粉均有较好的助留效果,但对滑石粉的助留效果最好.锂基膨润土0.5％,PEO0.01％时亦可以构成理想的助留体系,对成纸的白度有一定的增加.2.PEO/凹凸棒粘土助留体系对纸张物理性能的影响表现为:抗张强度下降;白度下降了1-2个百分点;当滑石粉的用量为25％时,不透明度提高了近五个百分点;助留剂PEO的用量对匀度是没有影响的.3.通过在助留助滤效果及成本增加等方面的比较:PEO/凹凸棒粘土体系优于PEO/锂基膨润土,优于Hydrocol助留体系.4.纸机湿部系统的影响因素对PEO/凹凸棒粘土助留体系的助留助滤效果的影响表现为:pH值在2-12范围内,对助滤效果是没有影响的,使助留效果在酸性条件下较差,而在中碱性条件下较好;无机盐的存在使浆料的滤水性能有一定的改善,使助留效果有所削弱;木质素磺酸盐对助滤效果是没有影响的,使留着率下降了5-8％;木质素磺酸盐与聚木糖对助滤效果也是没有影响的,使留着率略有下降.5.凹凸棒粘土可以通过插层方法进行改性.改性后粘土的用量从4％下降到1.5％,与PEO作用改善了浆料的滤水性能,且甲醛比苯酚先插层所得粘土对滤水性的改善效果好,但对纸张的白度影响较大.6.PEO与凹凸棒粘土或锂基膨润土对纤维的留着机理是与层间的Li+、Na+、Ca2+等离子进行插层作用,形成具有较强的抗剪切能力和凝胶特性的络合物,吸附在纤维和细料表面形成的絮团也具有较好的抗剪切性能,从而起到很好的助留助滤效果.综上所述,该非离子助留体系属于微粒助留体系.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章绪论

1.1造纸工业现状与发展

1.2助留体系介绍

1.2.1细小粒子的留着机理

1.2.2助留剂的发展及种类

1.2.3传统的非微粒型助留体系

1.2.4微粒助留体系

1.2.5新型的微粒助留体系

1.2.6阳离子型微粒助留体系的缺点

1.2.7非离子型微粒助留体系的研究现状

1.3凹凸棒粘土和膨润土的介绍

1.3.1凹凸棒粘土的介绍

1.3.2膨润土的介绍

1.4 PEO的性能介绍

1.5阴离子杂质简述

1.6课题的研究目的、内容和意义

第二章不同的PEO/硅酸盐矿物微粒助留助滤体系的研究

2.1实验部分

2.1.1实验原料及主要实验仪器

2.1.2实验方法

2.2 结果与讨论

2.2.1 PEO/凹凸棒粘土助留体系的研究

2.2.2 PEO、凹凸棒粘土和滑石粉体系的研究

2.2.3 PEO、PFR与凹凸棒粘土三组分体系对浆料滤水性能的影响

2.2.4 PEO/凹凸棒粘土助留体系对纸张的物理性能的影响

2.2.5 PEO/锂基膨润土体系的助留助滤性能研究

2.2.6 PEO/凹凸棒粘土、PEO/锂基膨润土助留体系与Hydrocol助留体系的比较

2.2.7成本核算：

2.3本章小结

第三章PEO/凹凸棒粘土微粒助留体系的影响因素

3.1实验部分

3.1.1原料

3.1.2主要仪器

3.2酸碱度对PEO/凹凸棒粘土助留体系的助留助滤性能影响

3.2.1 pH值对PEO/凹凸棒粘土助留体系的助滤性能影响

3.2.2 pH值对PEO/凹凸棒粘土助留体系的助留性能影响

3.3无机盐对PEO/凹凸棒粘土助留体系的助留助滤性能的影响

3.3.1人工海水的配制

3.3.2无机盐对PEO/凹凸棒粘土助留体系的助滤性能的影响

3.3.3无机盐对PEO/凹凸棒粘土助留体系的助留性能的影响

3.4阴离子杂质对PEO/凹凸棒粘土助留体系的影响

3.4.1阴离子杂质的模拟及阳离子需求量的测定

3.4.2木质素磺酸盐对PEO/凹凸棒粘土体系的助滤性能的影响

3.4.3木质素磺酸盐对PEO/凹凸棒粘土体系留着性能的影响

3.4.4混合物对PEO/凹凸棒粘土体系助滤水性能的影响

3.4.5混合物对PEO/凹凸棒粘土体系留着性能的影响

3.5本章小结

第四章凹凸棒粘土的改性研究

4.1改性方案

4.2实验部分

4.2.1原料

4.2.2实验方法

4.3实验结果与分析

4.3.1改性条件对浆料滤水性的影响

4.3.2 PEO/凹凸棒粘土B体系对留着率的影响

4.3.3 PEO/改性凹凸棒粘土B体系对纸张的白度的影响

4.4本章小结

第五章PEO/硅酸盐矿物微粒助留助滤体系的机理研究

5.1仪器及设备

5.2 PEO/凹凸棒粘土助留体系的留着机理的探讨

5.2.1 PEO/凹凸棒粘土助留体系及纤维的絮凝现象

5.2.2 PEO/凹凸棒粘土或膨润土留着机理的推测

5.3 PEO/硅酸盐粘土助留体系与Hydrocol助留体系对浆料的作用机理比较

5.3.1 Hydrocol助留体系对浆料的作用机理

5.3.2 PEO/硅酸盐粘土助留体系对浆料的作用机理

5.4本章小结

第六章结论

参考文献