新型AKD乳液在白水全封闭体系中的应用及留着机理的研究

摘要

现代造纸工业正在向着中-碱性、白水高度封闭循环的方向发展,阴离子垃圾在循环使用的白水中不断累积,对湿部各种添加剂(特别是阳离子型添加剂)均造成了不同程度的影响:增加了它们的消耗量,使造纸成本不断上升.目前已研制出一种较好的非离子型助留助滤体系,它是由聚氧化乙烯(Polyethylene oxide,简称PEO)及膨润土(bentonite)组成的微粒助留体系;研究结果表明它具有较好的抗阴离子杂质干扰的性能.该研究在这个助留体系的基础上,探讨了传统阳离子AKD施胶剂在新型助留体系和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)/膨润土助留体系中的应用效果,同时测定其在阴离子杂质存在情况下的施胶效果,并添加酚醛树脂改善在新型助留体系中的施胶度;另外通过对AKD的乳化剂配方和乳化工艺进行改进,制备出一种能抵抗阴离子杂质干扰的新型AKD乳液,并对其应用效果和留着机理进行了探讨.主要研究结果如下:(1)在PEO/膨润土和CPAM/膨润土体系中,阳离子AKD乳液能取得较高的施胶度;但是阴离子杂质的存在对传统阳离子AKD乳液的施胶效果均有较大影响,施胶度下降幅度平均约为30％;添加酚醛树脂可以一定程度上改善阴离子杂质的干扰,提高幅度平均约为10％.(2)当HLB值为15时AKD原粉能得到相对较好的乳化,组成为6-8-9的阴离子复配乳化体系的乳化能力较好,由此而得的乳液具有良好的施胶性能,但是乳液粒径稍大且稳定性方面有所欠缺,作为现场乳化的产品还是可行的.这在以后的研究中还要进一步改进.(3)自制乳液的施胶度在施胶剂的添加量大于0.15％时比阳离子AKD乳液明显要高;阴离子杂质存在的情况下,自制乳液受干扰的程度比阳离子AKD乳液要小50％;添加填料时,自制乳液的施胶效果好于阳离子AKD乳液,并且添加滑石粉的效果好于GCC;自制乳液对pH的变化适应良好,完全可以满足中性施胶的要求;自制乳液施胶的纸张除抗张强度略差外,其余物理性能均与阳离子AKD乳液进行施胶的纸张差不多,均能满足普通文化用纸的要求.(4)通过机理研究可知:自制乳液的留着完全依靠PEO助留剂;用于普通文化用纸时AKD-PEO-bentonite的助剂添加顺序较好;硫酸铝的用量越大对施胶度增大越有利,但当用量达到1％后随着硫酸铝用量继续增大,则施胶度又有所下降.(5)在模拟动态条件下,自制AKD乳液的施胶度要好于阳离子AKD乳液的施胶度,说明自制AKD乳液的动态留着率比阳离子AKD乳液要高.(6)原浆对AKD粒子的吸附量很小,当加入PEO/膨润土助留体系后吸附量大大增加,再次说明新型AKD粒子的吸附是依靠PEO助留剂的;将浆料筛分开后的吸附实验说明在该研究中这个特定的造纸体系中,长纤维比短纤维对AKD粒子的吸附能力更强.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章绪论

1.1概述

1.1.1纸张施胶的发展简况

1.1.2施胶剂的基本介绍及AKD中性造纸研究状况

1.2本论文的选题依据

1.2.1系统留着率

1.2.2阴离子废料的简介

1.3本研究的主要内容

第二章传统阳离子AKD施胶剂在两种助留体系中的应用对比研究

2.1实验部分

2.1.1原料、试剂与仪器

2.1.2实验步骤

2.2结果与讨论

2.2.1在CPAM/膨润土助留体系中CPAM用量对施胶度的影响

2.2.2两种助留体系对阳离子AKD施胶效果的影响的对比

2.2.3在两种助留体系中添加阴离子杂质对AKD施胶效果影响的对比

2.2.4添加酚醛树脂对施胶效果的影响

2.2.5添加助剂对改善阴离子杂质存在下AKD施胶效果的影响

2 3本章小结

第三章新型AKD乳液的制备

3.1实验部分

3.1.1原料、试剂与仪器

3.1.2实验步骤

3.2结果与讨论

3.2.1最佳HLB值的确定

3.2.2乳液留着有效成分的确定

3.2.3最佳表面活性剂组分的确定

3.2.4表面活性剂用量对施胶的影响

3.2.5 AKD乳液的物理表征

3 3本章小结

第四章新型AKD乳液的应用研究

4.1实验部分

4.1.1原料、试剂及仪器

4.1.2实验方法

4.2结果与讨论

4 2.1新型AKD乳液添加量对施胶度的影响

4.2.2添加阴离子杂质对新型AKD乳液施胶效果的影响

4.2.3不同填料对新型AKD乳液施胶效果的影响

4.2.4施胶pH值对新型AKD乳液施胶效果的影响

4.2.5新型AKD乳液对纸张物理性能的影响

4.3本章小结

第五章新型AKD乳液留着机理的探讨

5.1实验部分

5.1.1原料、试剂与仪器

5.1.2实验方法

5.2结果与讨论

5.2.1新型AKD乳液留着机理的一般性探讨

5.2.2 AKD吸附机理及其测定方法的探讨

5.3本章小结

第六章结论

参考文献