聚乙烯胺改性凹土在造纸中的微粒助留性能研究
微粒助留体系在造纸中的应用非常广泛，在提高灰分及灰分留着率方面有十分显著的效果。本次实验自制脱墨浆，以碳酸钙作为填料，聚乙烯胺改性凹土为微粒助留剂，CPAM为助留剂，研究改性凹土对微粒助留性能的影响，考察抄造顺序及凹土添加量对成纸灰分和灰分留着率的影响。研究结果显示通过聚乙烯胺对凹土改性，使之与助留剂阳离子聚丙烯酰胺构成阳离子微粒/阳离子聚合物助留体系，从而更好的达到减少细小纤维的流失，提高纸浆和填料的留着率的目的。抄造纸张时，先添加CPAM助留剂再添加湿法改性凹土与先添加湿法改性凹土再添加CPAM助留剂相比，更能有效提高纸张的灰分以及灰分留着率。关键词 聚乙烯胺，改性凹土，造纸，助留助滤
目 录
1 引言 1
1.1 三种微粒助留助滤体系 2
1.2 膨润土及其在Hydrocol微粒助留体系中的应用 4
1.3 凹土在造纸微粒助留体系中应用的可行性 6
1.4 聚乙烯胺的研究进展及其在造纸中的应用 6
1.5 实验目的与意义 7
2 实验部分 7
2.1 研究内容和技术路线 7
2.2 实验仪器与药品 8
2.3 纸张的抄造 10
2.4 检测方法 11
2.5 表征方法 12
3 实验结果与讨论 12
3.1 表征 12
3.2 改性凹土在造纸中对微粒助留性能的影响 15
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 引言
在现代造纸工业中，随着国民经济的持续稳定发展，中国造纸工业的根本发生了巨大改变。如今的造纸既能节能，又能降耗，从这方面来看，最好的处理方式就是通过改进技术来留着浆中的细小纤维、填料，与此同时，还应当提高纸机湿部的脱水能力。由此看来，当前最有效的方法就是使用作用效果最好的助留、助滤体系[1]。
借助助留助滤体系,能缩减浆纤维的损失,使纸浆消耗量降低的同时提高填料的留着率,加快浆料中水分在纸机网部的过滤速度,另一方面还能够使抄纸系统中白水污染负荷降低,使纸机得以正常运行,最终令纸张的白度增加、质量提 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
高，而制作纸张的成本下降[2]。
微粒助留体系自出现以来，因其众多优点在造纸界得到广泛关注，微粒助留体系作为研究的重点，在不断改进之后，现已广泛应用于在造纸工业。微粒助留体系主要包括带正/负电荷的微粒（也可以是纳米粒子），以及带负/正电荷的水溶性高分子量的聚合物。其中,在生产生活中被大量使用的主要是阳离子淀粉/胶体二氧化硅、阳离子聚丙烯酰胺/膨润土微粒助留体系,相比于传统的聚合物助留体系，微粒助留体系可以使纸浆更好的留着、滤水，还能有助于纸页成形。借助微粒助留体系的作用，能够形成小而紧密的絮凝体，这些絮凝体会牢牢地吸附在浆料组分上，这样一来纸页结构会变得更加开放，也能够保证有较高的纸料留着率以及较好的滤水性能，同时也能够保证纸张匀度得到了最大程度的改善。
微粒助留体系刚出现时,被应用的范围还比较小。在最开始的时候，微粒助留体系之所以能够得到应用，完全是因为它能够提高细小纤维的留着率,使纸张的滤水性能得到最大程度的改善，同时也使纸张的强度增强。
时代日益发展,微粒助留体系也得到了进一步改良,提高了浆料的抗剪切力,改善了纸页的匀度,而且还减少了纸页的两面差[3]。不论是与单一的聚丙烯酰胺相比较，还是与双元高聚合物体系相比较,微粒助留体系都具有它独有的优越性能。
现代造纸工业发展速度特别迅速，造纸助剂被越来越广泛的传播并得到应用，聚丙烯酰胺及其改性物在目前造纸行业中最常使用,而阳离子聚丙烯酰胺是目前造纸业中使用最普遍最广泛的造纸助留助滤剂,其应用在造纸界具有很好的发展前途。
1.1 三种助留助滤体系
通常情况下，微粒助留助滤技术能够在使用时达到较好的助留和助滤效果主要依靠的是无机阴离子胶体粒子与高分子聚合物之间的协同作用，因此即使存在高浓度的干扰物，也仍然能够起到良好的作用效果[4]。
目前已在工业造纸中，被广泛使用的阴离子微粒助留体系有两种：一种是Hydrocol体系，由改性膨润土与阳离子聚丙烯酰胺（高分子量）配合使用；另一种是Compozil体系，由胶体二氧化硅类或是聚铝类物质与阳离子聚合物（即阳离子聚丙烯酰胺之类的物质）配合使用。这两种体系与Hydrosil体系（即当场制作的氢氧化铝与阳离子淀粉组成）被命名为三大经典微粒助留、助滤体系[5]。当这些无机阴离子微粒与阳离子淀粉、聚丙烯酰胺以及凝结剂组合使用时，不仅能够有效留着、加快滤水，还能够促进成形。当研究深入开展时，以三大微粒助留体系为基础演变出了许多新类型，有些方法是对阳离子聚合物进行改性，有些是改良阴离子微粒[6]，究其种种都是为了改善微粒助留体系的助留、助滤效果，然而事实上阴离子微粒助留体系的作用原理大多数都是相仿的[7]。通常情况下是在浓浆中加入阳离子聚合物（分子量较高、电荷密度较低）或阳离子淀粉，而浓浆需是在冲浆泵前的，在静电桥联和镶嵌作用下，它能够产生较大体积的絮聚物，尤其在经过高剪切力作用后，体积较大的絮块会被分割成许多小体积的絮块，接着将阴离子微粒加入其中，这样一来絮聚物就会通过不同种方式转变成可逆的微小絮聚物，一旦这些微絮聚物被粘附在纤维的表面，就能够缓解纤维间小孔的堵塞情况，能够在纤维间为滤水留下足够且畅通的通道，通过这样的方式能够提高浆料的助留效果及助滤效果，从而改善了成纸的匀度。
时代在不断进步，微粒助留技术也在不断改善，各种新型体系不断出现，下面就简要介绍一下微粒助留的发展。
1.1.1 阴离子微粒助留
一般说来，经典的阴离子微粒助留体系主要包括阳离子聚合物以及带负电荷的无机微粒[8]。时间上看，出现时间最早的微粒助留体系是阳离子淀粉与胶体二氧化硅构成的体系,与在其之后出现的阳离子聚丙烯酰胺与蒙脱石构成的微粒助留体系和阳离子淀粉与氢氧化铝(现场合成)构成的微粒助留体系一起组被称作基本的三大微粒助留体系。
目 录
1 引言 1
1.1 三种微粒助留助滤体系 2
1.2 膨润土及其在Hydrocol微粒助留体系中的应用 4
1.3 凹土在造纸微粒助留体系中应用的可行性 6
1.4 聚乙烯胺的研究进展及其在造纸中的应用 6
1.5 实验目的与意义 7
2 实验部分 7
2.1 研究内容和技术路线 7
2.2 实验仪器与药品 8
2.3 纸张的抄造 10
2.4 检测方法 11
2.5 表征方法 12
3 实验结果与讨论 12
3.1 表征 12
3.2 改性凹土在造纸中对微粒助留性能的影响 15
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 引言
在现代造纸工业中，随着国民经济的持续稳定发展，中国造纸工业的根本发生了巨大改变。如今的造纸既能节能，又能降耗，从这方面来看，最好的处理方式就是通过改进技术来留着浆中的细小纤维、填料，与此同时，还应当提高纸机湿部的脱水能力。由此看来，当前最有效的方法就是使用作用效果最好的助留、助滤体系[1]。
借助助留助滤体系,能缩减浆纤维的损失,使纸浆消耗量降低的同时提高填料的留着率,加快浆料中水分在纸机网部的过滤速度,另一方面还能够使抄纸系统中白水污染负荷降低,使纸机得以正常运行,最终令纸张的白度增加、质量提 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
高，而制作纸张的成本下降[2]。
微粒助留体系自出现以来，因其众多优点在造纸界得到广泛关注，微粒助留体系作为研究的重点，在不断改进之后，现已广泛应用于在造纸工业。微粒助留体系主要包括带正/负电荷的微粒（也可以是纳米粒子），以及带负/正电荷的水溶性高分子量的聚合物。其中,在生产生活中被大量使用的主要是阳离子淀粉/胶体二氧化硅、阳离子聚丙烯酰胺/膨润土微粒助留体系,相比于传统的聚合物助留体系，微粒助留体系可以使纸浆更好的留着、滤水，还能有助于纸页成形。借助微粒助留体系的作用，能够形成小而紧密的絮凝体，这些絮凝体会牢牢地吸附在浆料组分上，这样一来纸页结构会变得更加开放，也能够保证有较高的纸料留着率以及较好的滤水性能，同时也能够保证纸张匀度得到了最大程度的改善。
微粒助留体系刚出现时,被应用的范围还比较小。在最开始的时候，微粒助留体系之所以能够得到应用，完全是因为它能够提高细小纤维的留着率,使纸张的滤水性能得到最大程度的改善，同时也使纸张的强度增强。
时代日益发展,微粒助留体系也得到了进一步改良,提高了浆料的抗剪切力,改善了纸页的匀度,而且还减少了纸页的两面差[3]。不论是与单一的聚丙烯酰胺相比较，还是与双元高聚合物体系相比较,微粒助留体系都具有它独有的优越性能。
现代造纸工业发展速度特别迅速，造纸助剂被越来越广泛的传播并得到应用，聚丙烯酰胺及其改性物在目前造纸行业中最常使用,而阳离子聚丙烯酰胺是目前造纸业中使用最普遍最广泛的造纸助留助滤剂,其应用在造纸界具有很好的发展前途。
1.1 三种助留助滤体系
通常情况下，微粒助留助滤技术能够在使用时达到较好的助留和助滤效果主要依靠的是无机阴离子胶体粒子与高分子聚合物之间的协同作用，因此即使存在高浓度的干扰物，也仍然能够起到良好的作用效果[4]。
目前已在工业造纸中，被广泛使用的阴离子微粒助留体系有两种：一种是Hydrocol体系，由改性膨润土与阳离子聚丙烯酰胺（高分子量）配合使用；另一种是Compozil体系，由胶体二氧化硅类或是聚铝类物质与阳离子聚合物（即阳离子聚丙烯酰胺之类的物质）配合使用。这两种体系与Hydrosil体系（即当场制作的氢氧化铝与阳离子淀粉组成）被命名为三大经典微粒助留、助滤体系[5]。当这些无机阴离子微粒与阳离子淀粉、聚丙烯酰胺以及凝结剂组合使用时，不仅能够有效留着、加快滤水，还能够促进成形。当研究深入开展时，以三大微粒助留体系为基础演变出了许多新类型，有些方法是对阳离子聚合物进行改性，有些是改良阴离子微粒[6]，究其种种都是为了改善微粒助留体系的助留、助滤效果，然而事实上阴离子微粒助留体系的作用原理大多数都是相仿的[7]。通常情况下是在浓浆中加入阳离子聚合物（分子量较高、电荷密度较低）或阳离子淀粉，而浓浆需是在冲浆泵前的，在静电桥联和镶嵌作用下，它能够产生较大体积的絮聚物，尤其在经过高剪切力作用后，体积较大的絮块会被分割成许多小体积的絮块，接着将阴离子微粒加入其中，这样一来絮聚物就会通过不同种方式转变成可逆的微小絮聚物，一旦这些微絮聚物被粘附在纤维的表面，就能够缓解纤维间小孔的堵塞情况，能够在纤维间为滤水留下足够且畅通的通道，通过这样的方式能够提高浆料的助留效果及助滤效果，从而改善了成纸的匀度。
时代在不断进步，微粒助留技术也在不断改善，各种新型体系不断出现，下面就简要介绍一下微粒助留的发展。
1.1.1 阴离子微粒助留
一般说来，经典的阴离子微粒助留体系主要包括阳离子聚合物以及带负电荷的无机微粒[8]。时间上看，出现时间最早的微粒助留体系是阳离子淀粉与胶体二氧化硅构成的体系,与在其之后出现的阳离子聚丙烯酰胺与蒙脱石构成的微粒助留体系和阳离子淀粉与氢氧化铝(现场合成)构成的微粒助留体系一起组被称作基本的三大微粒助留体系。
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