余数定位红球:玻璃纖維及其疏水改性對紙張疏水性能的影響

放大字體  縮小字體 發布日期:2018-03-20  來源:中國戶外用品網
核心提示:  行比較?! ?實驗1.1實驗原料實驗所用植物纖維打漿度45SR,取自山東太陽紙業股份有限公司;35陽離子分散松香膠為實驗室自制;15AKD乳液取自華金集團股份有限公司;無堿玻璃纖維(直徑約12

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  1實驗1.1實驗原料實驗所用植物纖維打漿度45SR,取自山東太陽紙業股份有限公司;35%陽離子分散松香膠為實驗室自制;15%AKD乳液取自華金集團股份有限公司;無堿玻璃纖維(直徑約12un,長度約20)購自當地化工市場,玻璃纖維在使用前用實驗室Valley打漿機進行適當疏解、切斷,至打漿度23SR;硫酸‘為分析純試劑。

  1.2實驗方法1.2.1手抄片的浸潰處理按照不同比例將玻璃纖維同植物纖維配成混合漿料,在FI101方形抄片器上抄紙,紙片在FI119型電熱烘缸中烘干,定量60g/m2.將含有各種不同比例玻璃纖維的手抄片剪成尺寸約60mmx60mm小塊備用。將自制陽離子分散松香膠用去離子水稀釋至5%,并配制濃度5%的硫酸招溶液(以A12(S04)318H20計),將手抄片用濃度5%的松香膠和濃度5%硫酸鋁溶液等量混合形成的松香-硫酸鋁混合液浸潰2分鐘,風干后經lOOt熱處理15分鐘,測定紙樣的施膠度和接觸角。將AKD乳液用去離子水稀釋至1%濃度備用。將含有不同比例粉煤灰纖維的手抄片剪成尺寸約60mmx60mm小塊,用AKD乳液浸潰處理2分鐘,浸潰后的手抄片于烘箱中在100下烘干15分鐘,平衡水分后分析紙張的配抄性能。

  1.2.2纖維的疏水改性將濃度35%的陽離子分散松香膠與等量濃度35%的硫酸鋁(以A12(S04)3.18H20計)混合制備質量比1:1的陽離子分散松香膠處理劑;稱取一定量的植物纖維和玻璃纖維,經105烘干備用;用陽離子分散松香膠處理劑分別浸潰烘干的植物纖和玻璃纖維,風干后再經1熟化15分鐘后備用。將AKD乳液用去離子水稀釋至濃度7.5%,浸潰烘干的玻璃纖維,改性后纖維置于烘箱中在100下烘干15分鐘。

  1.2.3疏水改性纖維的配抄性能將改性纖維各配成濃度。

  5%的懸浮液,分別與等濃度的普通植物纖維懸浮液以不同的比例混合、配抄、干燥后獲得手抄片。手抄片的疏水性能利用施膠度和與水接觸角來表征。施膠度利用液體滲透法按照GB/T5405―2002測定;與水接觸角利用靜滴接觸角測量儀測定。

  2結果與討論2.1手抄片的疏水浸潰處理對含有不同比例玻璃纖維的紙張疏水性能的影響在造紙工業中,紙張的疏水性能常用施膠度來表征。其中利用滲透法測得的紙張施膠度是紙張表觀疏水性能和Z向滲透性能的綜合表現;而與水的接觸角則主要與紙張的表觀疏水性能有關。

  表1是配抄紙張經陽離子分散松香膠和AKD乳液浸潰后的紙張接觸角隨玻璃纖維含量的變化情況。從圖中可以看出,隨著玻璃纖維配加比例的提篼,不管是陽離子分散松香膠浸潰的紙張還是AKD浸的紙張,與水接觸角均隨之逐漸提篼,且AKD浸潰紙張的接觸角均大于陽離子分散松香膠浸潰的紙張接觸角。說明“疏水性”較強的玻璃纖維比植物纖維更容易受到施膠劑的施膠作用,并證明AKD乳液對紙張的浸潰改性比陽離子分散松香膠更有利于提篼紙張疏水性能。

  玻璃纖維的加人對紙張正反面接觸角的影響有所不相同,紙張反面接觸角要大于正面,這可能是由于抄紙過程中正反面的玻璃纖維分布產生差別,對紙張接觸角也產生了不同的影響。

  施肢劑奪配抄紙張浸漬后的紙張施肢度為不同比例的玻璃纖維與植物纖維配抄的紙張經陽離子分散松香膠和AKD乳液浸潰前后施膠度的變化情況??梢鑰闖?,配抄紙張經陽離子分散松香膠浸潰后,施膠度顯著提高,但增大玻璃纖維含量后,松香浸潰紙張的施膠度減小,這與中紙張與水接觸角的變化趨勢不同。這可能是因為提篼玻璃纖維含ft―方面提篼了紙張的疏水性,即增大了紙張的接觸角,另一方面由于其與植物纖維間的結合力較差,形成的紙張孔隙率較篼,加速了藥液的滲透,使其施膠度幾乎為0.對于經AKD乳液浸潰處理后的紙張,總體施膠效果較松香處理紙張好,且施膠度隨玻璃纖維含量的增大而大幅度地提篼。這一方面進一步證明AKD自身對紙張的施膠效果要比松香膠好;另―方面說明AKD乳液浸潰的紙張中,如果玻璃纖維占有比例較大,發生酯化反應的有效AKD的分布比較均勻。其原因可能是由于玻璃纖維表面比較平滑、水化作用較小,其表面儲留的水分較少,多數AKD分子直接與玻璃纖維表面的羥基發生了酯化發應;而植物纖維表面的水化作用較強,吸留有較多的水分,在紙張干燥過程中AKD除與纖維表面的經基發生酯化反應外,還與其表面存留的水分發生水解反應。因此,玻璃纖維含量越高,AKD的施膠效率越篼。

  2.2陽離子分散松香肢改性纖維的配抄性能表2為陽離子分散松香膠改性纖維含量對配抄紙張接觸角的影響。

  由表2可以看出,改性玻璃纖維較改性植物纖維的紙張接觸角大,但正反面接觸角差值較改性植物纖維紙張小,這說明改性玻璃纖維對紙張疏水性的影響要大于改性植物纖維,改性玻璃纖―210維含量的增大能改善配抄紙張的疏水性能。從圖依然可以看到的是,改性纖維配抄紙張的接觸角反面大于正面,且都隨改性玻璃纖維含量增大而提篼。由于玻璃纖維不易分散且硬度比較大,導致所抄紙張反面玻璃纖維數量比正面多,從而使紙張反面接觸角要高于正面,反面疏水性要強于正面。

  表2松香肢改性纖維配抄紙張與水的接觸角(°)玻璃纖維含置改性植物纖維紙張f改性玻璃纖維紙張正面反面正面反面松香肢改性纖維含量對紙張洗肢度的影響是玻璃纖維和植物纖維經松香膠改性后配抄紙張的施膠度與改性纖維含量的關系。結果是,在相同的改性纖維含量下,改性玻璃纖維比改性植物纖維更有效,且紙張的施膠度均隨改性纖維含量的增大而提高。但與比較后發現,紙張經松香膠浸潰后的施膠度要遠遠大于將玻璃纖維改性后再配抄成紙的施膠度,其原因可能是紙張浸潰施膠時施膠劑能與纖維更好、更全的結合,被施膠的纖維多,施膠劑的分布更均勻。

  AKD改性纖維的配抄性能為AKD改性纖維對配抄紙張接觸角的影響。

  結果表明,經AKD浸潰處理的玻璃纖維配抄紙張反正面水的接觸角均篼于AKD改性玻璃纖維配抄的紙張,且接觸角隨玻璃纖維含量變化度較松香膠要大,效果要明顯。其原因可能是。

  為AKD改性玻璃纖維對配抄紙張施膠度的影響。

  由可以看出,隨著AKD改性纖維含量的增大,紙張施膠度隨之提篼,并且玻璃纖維紙張經AKD浸潰后的施膠度要明顯篼于未改性玻璃纖維紙張及改性玻璃纖維紙張。由于AKD的改性處理使玻璃纖維表面較改性前粗糧,使改性玻璃纖維表面駐留水分增多,并且與植物纖維結合性較改性前增強,這都將加快AKD的水解以及阻礙AKD與玻璃纖維的充分酯化反應,因此AKD改性玻璃纖維紙張施膠度較AKD浸潰的玻璃纖維紙張施膠度低。由于未改性玻璃纖維表面非常光滑,玻璃纖維含童其與植物纖維結合性很差,成紙空隙大,藥液滲透很快,因此紙張施膠度幾乎為。玻璃纖維經AKD改性后,其加入量只占5%,紙張就可獲得較好的施膠效果,但隨著AKD改性纖維含量的增大,紙張施膠度隨之只產生緩慢的提高。這可能也與AKD處理的玻璃纖維與植物纖維間結合力較差有關。

  AKD改性玻璃纖維對配抄紙張膠施度的影響AKD改性玻璃纖維對配抄紙張接觸角的影響玻璃纖維及施膠劑改性玻璃纖維均有利于提篼配抄紙張的疏水性能,AKD乳液對紙張的浸潰改性比陽離子分散松香膠更有利于提篼紙張嫌水性能,且紙張反面疏水性要高于正面。AKD浸潰處理配抄紙張及AKD改性玻璃纖維的添加均有利于配抄紙張施膠度的提高。

  隨著我國經濟的快速發展和資源的日益枯竭,礦物纖維綜合利用問題將越來越受到人們的重視,由于生產礦物纖維的原料成本極低,其纖維對環境不產生污染,在造紙工業中作為一種替代植物纖維的綠色生態環境功能材料將會有很篼的實用價值,礦物纖維的添加將直接有利于提篼紙廠的經濟效益,開發這一新原料的應用前景將十分可觀。

  羅果,鄭熾嵩等玻璃纖維與植物纖維的配抄性能研究。造紙科學與技術,2002,21(4):17-19.李李新平等石膏微纖維用于紙張增強的初步研究中國造紙,2005,24(2):23-25.王建,周作良,雷建民纖維狀礦物在造紙中的應用。中國造紙,2004,23(7):37-39.張宏偉,唐愛民等。PAM待性對礦物纖維留著及紙張性能的影響。中國造紙學報,2007,22(2):59-62.

 
 
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