包覆性重质碳酸钙作造纸填料
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2010-08-24
造纸工业的原料中,填料用量仅次于植物纤维,是位居第二的重要原料。填料的加入可以提高纸张的不透明度和亮度,改进纸张的平滑度和均匀状态,增加纸张的柔软性,降低纸张的吸湿性和变形程度,降低生产成本,但加填会使纸张的强度下降。碳酸钙以其成本低、白度高、粒度细等特点成为使用最多的造纸填料之一。造纸用碳酸钙有重质碳酸钙(GCC)和轻质碳酸钙(PCC)两种。GCC是采用白度和纯度均较高的优质天然方解石机械研磨加工而成,颗粒棱角较为分明,对纸机的磨蚀较为严重。PCC是将二氧化碳通入石灰水,或用碳酸钠溶液与石灰水作用产生沉淀制得,与GCC相比,在抄造过程中磨耗系数低,对设备的磨损相对较小,表面电荷的电势高,有利于颗粒在纸张中的分布,在相同条件下,具有更高的比表面积。
华南理工大学研究人员以CaCl2、CO2为原料,在GCC悬浮液中制备包覆性GCC,经PCC包覆的GCC,其颗粒棱角钝化,轮廓圆润,PCC包覆改变了GCC的表面结构特性,包覆层(PCC)与母体(GCC)之间结合牢固。
在反应温度为25℃、CaCl2浓度为0.2mol/L、n(GCC):n(PCC)为3:1条件下制得的包覆型GCC,当加填量为15%时,其加填纸张灰分含量比加填未包覆GCC提高了27.6%,同时纸张的强度性能还略有提高,光学性能得到一定的改善。加填包覆型GCC可显著减少因加填量的提高对纸张强度的负面影响,提高纸张中填料的加填量。性能测试结果表明,加填25%包覆型GCC纸张的抗张指数、耐破指数、撕裂指数均优于加填15%未包覆GCC的纸张。