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納米碳酸鈣的表面改性及其在造紙中的應用
時間:2016-08-10 15:54:40 瀏覽次數:5066
             摘要:納米(mi)碳酸鈣(gai)作為一種(zhong)功能材料(liao),具有優良的物化特性,在(zai)造紙(zhi)工(gong)業中(zhong)得到廣泛的應(ying)用。本文對納米(mi)碳酸鈣(gai)表面(mian)改性方(fang)法,以及納米(mi)碳酸鈣(gai)在(zai)造紙(zhi)工(gong)業中(zhong)的應(ying)用進(jin)行綜述,以期為相關研究提供參(can)考。
  關(guan)鍵詞(ci):納米(mi)碳酸鈣(gai)表(biao)面(mian)改性(xing)改性(xing)劑造紙
  納(na)(na)(na)米(mi)(mi)材料(liao)自20世紀80年(nian)代問世以來,在(zai)化工、電(dian)子、國防、陶瓷(ci)等(deng)工業(ye)領域中的(de)(de)(de)應用已充(chong)(chong)分(fen)顯示(shi)出它在(zai)國民經濟支柱產業(ye)和(he)(he)高新技術(shu)領域中應用的(de)(de)(de)巨大潛(qian)力,引起了世界科(ke)學家(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)極大關注。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術(shu)是(shi)(shi)(shi)在(zai)10~100nm尺度空間研(yan)究(jiu)電(dian)子、原子、分(fen)子性質和(he)(he)運動規律的(de)(de)(de)高新技術(shu),已被(bei)世界各國,尤其是(shi)(shi)(shi)西方發達國家(jia)(jia)(jia)列為21世紀的(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)(dian)基礎研(yan)究(jiu)和(he)(he)應用研(yan)究(jiu)課題。諾(nuo)貝爾獎獲得(de)者羅雷爾曾(ceng)說(shuo)過:70年(nian)代(上世紀)重(zhong)視(shi)微米(mi)(mi)的(de)(de)(de)國家(jia)(jia)(jia)如今都成為發達國家(jia)(jia)(jia),現在(zai)重(zhong)視(shi)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術(shu)的(de)(de)(de)國家(jia)(jia)(jia)很可(ke)能成為21世紀的(de)(de)(de)先進國家(jia)(jia)(jia)[1]。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術(shu)是(shi)(shi)(shi)當今世界研(yan)究(jiu)和(he)(he)開發的(de)(de)(de)熱點(dian)(dian),在(zai)我國尚(shang)處在(zai)起步階段(duan),大部(bu)分(fen)成果還停留在(zai)實驗室里,但納(na)(na)(na)米(mi)(mi)超細碳酸鈣是(shi)(shi)(shi)可(ke)以進行產業(ye)化的(de)(de)(de)少數幾(ji)個品種之一。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)碳酸鈣因(yin)其具有材料(liao)來源(yuan)易得(de)、價格較(jiao)低(di)、毒性低(di)、污染(ran)小、白(bai)度較(jiao)高、填充(chong)(chong)量(liang)大及混煉(lian)加工性能好(hao)等(deng)特點(dian)(dian),是(shi)(shi)(shi)橡膠、塑料(liao)、造紙中用量(liang)最大的(de)(de)(de)淺色填料(liao)之一。
  納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)具有粒度(du)小(xiao)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)高(gao)(gao)、極(ji)易(yi)團聚(ju)(ju)(ju)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)親水疏油(you)和強極(ji)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)特點(dian),在有機介質中(zhong)分(fen)散不(bu)均勻。納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)直接(jie)用(yong)(yong)(yong)于有機介質中(zhong)存在兩(liang)個缺(que)點(dian):一是分(fen)子(zi)間力(li)、靜電作(zuo)用(yong)(yong)(yong)、氫鍵等(deng)引起碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)粉(fen)體的(de)(de)(de)(de)團聚(ju)(ju)(ju)。納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)比表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積大,易(yi)吸附(fu)氣體、介質或與(yu)其(qi)(qi)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),從(cong)而(er)失(shi)去原來的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)性(xing)(xing)質,導致粘連與(yu)團聚(ju)(ju)(ju),或因(yin)其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)極(ji)高(gao)(gao)和接(jie)觸界(jie)面(mian)(mian)較(jiao)大,使晶粒生(sheng)長的(de)(de)(de)(de)速度(du)加快(kuai);另(ling)外因(yin)納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)隧道效(xiao)應、電荷轉移和界(jie)面(mian)(mian)原子(zi)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)互耦合(he),使其(qi)(qi)發生(sheng)相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)(yong)和因(yin)固(gu)相(xiang)反應而(er)團聚(ju)(ju)(ju)。二是納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)為親水性(xing)(xing)無機化(hua)合(he)物(wu),其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)有親水性(xing)(xing)較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)羥基,呈強堿性(xing)(xing),使其(qi)(qi)與(yu)有機高(gao)(gao)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)的(de)(de)(de)(de)親和性(xing)(xing)變差,易(yi)形成聚(ju)(ju)(ju)集體,造(zao)成在高(gao)(gao)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)中(zhong)分(fen)散不(bu)均勻,導致兩(liang)材料間界(jie)面(mian)(mian)缺(que)陷,直接(jie)應用(yong)(yong)(yong)效(xiao)果不(bu)好。隨著納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增大,這些缺(que)點(dian)更加明顯(xian),過量(liang)(liang)填充甚(shen)至會使制品(pin)無法使用(yong)(yong)(yong)[2~4]。因(yin)此,需要對納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)進行表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)改(gai)(gai)性(xing)(xing),使其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)減小(xiao),分(fen)散性(xing)(xing)提高(gao)(gao),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)呈親油(you)性(xing)(xing),從(cong)而(er)增大納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)與(yu)高(gao)(gao)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)的(de)(de)(de)(de)親和性(xing)(xing)。本文對納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)改(gai)(gai)性(xing)(xing)方法,以(yi)(yi)及納(na)(na)(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)在造(zao)紙工(gong)業(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)進行綜(zong)述(shu),以(yi)(yi)期為相(xiang)關(guan)研(yan)究提供參考。
  1納米碳酸鈣(gai)的表(biao)面改性
  納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)改性是(shi)通過(guo)物理或化學方(fang)法將(jiang)表(biao)(biao)面(mian)處理劑(ji)吸附(或反應)在納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian),形成(cheng)包膜,使其表(biao)(biao)面(mian)活(huo)化,從而改善納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)性能。通過(guo)對(dui)納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)進行改性,可(ke)以(yi)達到以(yi)下幾(ji)個(ge)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)[5~8]:(1)降低顆粒(li)間的(de)(de)(de)內聚(ju)力,改善和提(ti)高(gao)納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)(de)分散性;(2)提(ti)高(gao)納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)活(huo)性;(3)改善納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)與其他物質的(de)(de)(de)相容性;(4)提(ti)高(gao)納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)(de)耐(nai)酸(suan)(suan)(suan)性;(5)制備特定晶形的(de)(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai),用于不(bu)同的(de)(de)(de)行業(ye)。目(mu)前表(biao)(biao)面(mian)處理劑(ji)根(gen)據其結構與特性可(ke)以(yi)分為表(biao)(biao)面(mian)活(huo)性劑(ji)、偶聯劑(ji)、聚(ju)合物和無機物。
  1.1表(biao)面活性劑
  王昌建(jian)等[9]研究(jiu)了各類表面活性劑(ji)對納米(mi)碳酸(suan)鈣的(de)防(fang)團聚作用,結果表明表面活性劑(ji)對分散性的(de)改(gai)善(shan)效果優劣(lie)順序為陰(yin)離子、非離子、陽離子、高分子,表面活性劑(ji)復配物的(de)改(gai)善(shan)效果優于(yu)單(dan)一類型表面活性劑(ji)。目(mu)前應用較多(duo)的(de)表面活性劑(ji)有脂肪酸(suan)(鹽)、高分子化(hua)合物及磷酸(suan)酯(鹽)。
  1.1.1脂肪酸(鹽)
  用(yong)(yong)(yong)(yong)于納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處理的(de)(de)(de)脂(zhi)肪酸(suan)(suan)主要是含有(you)羥基(ji)、氨基(ji)的(de)(de)(de)脂(zhi)肪酸(suan)(suan)、或芳烷(wan)基(ji)的(de)(de)(de)脂(zhi)肪酸(suan)(suan)鹽(yan)[10]。關于脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(鹽(yan))對納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)(yong)機理,Vold提(ti)出的(de)(de)(de)模型(xing)(xing)(xing)認為,脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(鹽(yan))在(zai)(zai)(zai)粒子外圍(wei)形(xing)成一(yi)(yi)層(ceng)殼,增(zeng)大了兩粒子之間(jian)最(zui)接近的(de)(de)(de)距離,減(jian)小了范(fan)德華(hua)引力的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)互作用(yong)(yong)(yong)(yong),使(shi)分(fen)(fen)散(san)體(ti)系得以(yi)(yi)穩定(ding)[11]。目前使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)最(zui)多、效果最(zui)好的(de)(de)(de)脂(zhi)肪酸(suan)(suan)(鹽(yan))是硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)(鹽(yan))。杜(du)振霞等[12]對用(yong)(yong)(yong)(yong)硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)進行了研究,發現改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)在(zai)(zai)(zai)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian),并以(yi)(yi)離子鍵(jian)方式結合(he)。透射(she)電子顯微鏡分(fen)(fen)析表(biao)(biao)明,改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)在(zai)(zai)(zai)環(huan)己烷(wan)中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)散(san)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)明顯改(gai)(gai)善,顆粒呈單分(fen)(fen)散(san)狀態,其親(qin)油性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)強,在(zai)(zai)(zai)非極性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)介質中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)散(san)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)提(ti)高。韓躍新(xin)等[13]利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)對納(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)進行表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)研究,通(tong)(tong)過(guo)IR分(fen)(fen)析表(biao)(biao)明硬(ying)(ying)脂(zhi)酸(suan)(suan)與碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)之間(jian)形(xing)成了牢固的(de)(de)(de)化學鍵(jian)。朱步瑤和顧惕人(ren)[14]的(de)(de)(de)二(er)階(jie)(jie)(jie)(jie)段模型(xing)(xing)(xing)對改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)含量與改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)用(yong)(yong)(yong)(yong)量S型(xing)(xing)(xing)曲(qu)線的(de)(de)(de)解(jie)釋較為成功。第一(yi)(yi)階(jie)(jie)(jie)(jie)段是個別的(de)(de)(de)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)分(fen)(fen)子或離子通(tong)(tong)過(guo)范(fan)德華(hua)引力與固體(ti)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)直接相(xiang)(xiang)互作用(yong)(yong)(yong)(yong)而被吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)。第二(er)階(jie)(jie)(jie)(jie)段中(zhong),改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)分(fen)(fen)子或離子通(tong)(tong)過(guo)碳(tan)氫鏈間(jian)的(de)(de)(de)疏水(shui)相(xiang)(xiang)互作用(yong)(yong)(yong)(yong)形(xing)成表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)膠團使(shi)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)急劇上升(sheng),這時第一(yi)(yi)階(jie)(jie)(jie)(jie)段的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)單體(ti)形(xing)成了表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)膠團的(de)(de)(de)中(zhong)心(xin)。根據(ju)該模型(xing)(xing)(xing)理論,表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)的(de)(de)(de)基(ji)本物(wu)理化學特征之一(yi)(yi)是在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)定(ding)濃度(du)(du)以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)水(shui)溶(rong)液中(zhong)生成膠團。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)在(zai)(zai)(zai)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)分(fen)(fen)子并未改(gai)(gai)變其兩親(qin)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),碳(tan)氫鏈仍然顯示疏水(shui)效應。在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)定(ding)濃度(du)(du)以(yi)(yi)上,這些吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)在(zai)(zai)(zai)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)兩親(qin)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)分(fen)(fen)子參與疏水(shui)締合(he)物(wu)形(xing)成,并使(shi)更多的(de)(de)(de)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)固定(ding)在(zai)(zai)(zai)其界面(mian)(mian)(mian)上,導致吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)量上升(sheng)[11]。章正熙(xi)等[15]人(ren)的(de)(de)(de)試驗所得的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)等溫線存在(zai)(zai)(zai)快速上升(sheng)的(de)(de)(de)階(jie)(jie)(jie)(jie)段,進一(yi)(yi)步驗證了二(er)階(jie)(jie)(jie)(jie)段模型(xing)(xing)(xing)。
  1.1.2高分子(zi)化合物
  一(yi)般來(lai)說(shuo),可(ke)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合物(wu)多含有(you)(you)磺酸(suan)(suan)(suan)基(ji)(ji)團(tuan)或羧酸(suan)(suan)(suan)基(ji)(ji)團(tuan)等,基(ji)(ji)本(ben)上都是一(yi)些可(ke)電離的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)團(tuan)。這(zhe)些基(ji)(ji)團(tuan)與(yu)納(na)米(mi)(mi)微粒(li)中的(de)(de)(de)(de)某一(yi)種元素(su)形成(cheng)強烈的(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)鍵,因而對(dui)微粒(li)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)起著至(zhi)關重要的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。另外,大多數極(ji)性(xing)(xing)(xing)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)也可(ke)以起到相(xiang)似的(de)(de)(de)(de)保護(hu)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)[16]。劉(liu)引烽等[17~19]采用(yong)(yong)帶有(you)(you)羥基(ji)(ji)、胺基(ji)(ji)、羰基(ji)(ji)及羧基(ji)(ji)等極(ji)性(xing)(xing)(xing)較強基(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合物(wu)作(zuo)(zuo)(zuo)為分(fen)散劑(ji)同樣獲得(de)了較好的(de)(de)(de)(de)效果。與(yu)帶可(ke)電離基(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合物(wu)相(xiang)比,極(ji)性(xing)(xing)(xing)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合物(wu)還(huan)具(ju)有(you)(you)一(yi)些獨特(te)的(de)(de)(de)(de)優(you)越(yue)性(xing)(xing)(xing)。陳慧娟等[20]的(de)(de)(de)(de)研(yan)究表明,當相(xiang)對(dui)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)質量為3000~4000時,聚丙烯酸(suan)(suan)(suan)鈉對(dui)納(na)米(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)的(de)(de)(de)(de)分(fen)散穩定(ding)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)效果較好。張娜(na)等[21]和(he)任俊(jun)等[22]分(fen)別自行設(she)計和(he)合成(cheng)的(de)(de)(de)(de)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)分(fen)散劑(ji)ND和(he)ND426具(ju)有(you)(you)無色、無味的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian),對(dui)超細碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)懸浮液的(de)(de)(de)(de)分(fen)散性(xing)(xing)(xing)和(he)流變性(xing)(xing)(xing)較好,且(qie)對(dui)白色粉體的(de)(de)(de)(de)白度沒有(you)(you)影(ying)響,有(you)(you)利于(yu)超細碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)(gai)質量的(de)(de)(de)(de)提高(gao)。此(ci)外,采用(yong)(yong)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合物(wu)作(zuo)(zuo)(zuo)為分(fen)散劑(ji)不僅在于(yu)它的(de)(de)(de)(de)保護(hu)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong),更希(xi)望利用(yong)(yong)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合物(wu)本(ben)身(shen)良好的(de)(de)(de)(de)光學特(te)性(xing)(xing)(xing)及優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理性(xing)(xing)(xing)能(neng),使納(na)米(mi)(mi)材(cai)料與(yu)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)合物(wu)復合后,可(ke)以具(ju)有(you)(you)新的(de)(de)(de)(de)光電特(te)性(xing)(xing)(xing)及優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)加工成(cheng)型特(te)性(xing)(xing)(xing)。
  1.1.3磷酸酯(zhi)(鹽(yan))
  用磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)(suan)酯(zhi)對(dui)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)進行表(biao)(biao)(biao)面改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)主要(yao)是(shi)磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)(suan)酯(zhi)與(yu)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)離(li)子(zi)反應(ying)生成磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)(suan)鹽沉積或包覆于納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)粒子(zi)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面,從(cong)而使納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面呈疏水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)[23]。以(yi)磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)(suan)酯(zhi)作(zuo)為納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)表(biao)(biao)(biao)面改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑,不僅(jin)可(ke)以(yi)使復合材料(liao)的(de)(de)加工性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能和(he)物(wu)(wu)理(li)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能顯(xian)著提高,而且對(dui)耐酸(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)阻燃性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)改(gai)(gai)(gai)(gai)善效果也(ye)較(jiao)明顯(xian)。陳小萍(ping)等[24]研究(jiu)(jiu)了系(xi)列磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)(suan)酯(zhi)表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑對(dui)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)效果,結果表(biao)(biao)(biao)明,改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)表(biao)(biao)(biao)面均由親水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)為親油性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),從(cong)而顯(xian)著降低了納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)與(yu)鄰(lin)苯二甲酸(suan)(suan)二辛酯(zhi)(DOP)糊的(de)(de)粘度(du),減小了納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)吸油值;單酯(zhi)的(de)(de)改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)效果優于雙(shuang)酯(zhi)。嚴海彪等[25]研究(jiu)(jiu)了PVC/新型磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸(suan)(suan)酯(zhi)改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)復合材料(liao)的(de)(de)微觀結構和(he)物(wu)(wu)理(li)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能,發現(xian)改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)對(dui)PVC復合材料(liao)具有(you)明顯(xian)的(de)(de)增(zeng)韌作(zuo)用,可(ke)提高物(wu)(wu)理(li)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。張(zhang)華等[26]研究(jiu)(jiu)指出,在選取改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑時,應(ying)根(gen)據所(suo)要(yao)填充高聚物(wu)(wu)體系(xi)分子(zi)結構的(de)(de)特點選擇(ze)與(yu)之相(xiang)似的(de)(de)改(gai)(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑。
  1.2偶聯劑
  偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)分子(zi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)一部(bu)分基團(tuan)可與(yu)礦物表面(mian)的(de)(de)各種(zhong)官能(neng)(neng)團(tuan)反應,形成(cheng)強有力的(de)(de)化(hua)學鍵;另一部(bu)分基團(tuan)可與(yu)有機高(gao)分子(zi)材(cai)料發(fa)生(sheng)(sheng)化(hua)學反應或(huo)(huo)物理纏繞,從而(er)將礦物與(yu)有機體兩種(zhong)差異(yi)很(hen)大(da)的(de)(de)材(cai)料牢固地結合起來,即借助偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣表面(mian)形成(cheng)分子(zi)橋,從而(er)使納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣與(yu)有機高(gao)分子(zi)材(cai)料的(de)(de)相(xiang)容性(xing)(xing)得到提高(gao)[3]。錢知勉等(deng)[27]認為,偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)無(wu)(wu)機物的(de)(de)表面(mian)發(fa)生(sheng)(sheng)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu),或(huo)(huo)者(zhe)在(zai)某些功(gong)能(neng)(neng)鍵的(de)(de)作用(yong)(yong)下發(fa)生(sheng)(sheng)作用(yong)(yong),使得偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)能(neng)(neng)夠在(zai)無(wu)(wu)機填料表面(mian)形成(cheng)包覆層。鄭水林[28]認為改性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)主要是和無(wu)(wu)機填料表面(mian)Ca2+、羥基等(deng)活性(xing)(xing)基團(tuan)發(fa)生(sheng)(sheng)化(hua)學吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)或(huo)(huo)物理吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu),包覆于(yu)填料表面(mian)的(de)(de)。偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)還可增大(da)填料的(de)(de)用(yong)(yong)量,改善體系(xi)的(de)(de)流(liu)變性(xing)(xing)能(neng)(neng)。湯志松等(deng)[29]通過(guo)考察改性(xing)(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)具體路線,提出了活化(hua)-取向-平衡(heng)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)假設,即偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)分散(san)到納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣懸濁(zhuo)液中(zhong)(zhong)后,與(yu)游離的(de)(de)OH-發(fa)生(sheng)(sheng)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu),并按(an)特(te)定的(de)(de)方向吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)在(zai)納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣表面(mian),最終使兩個吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過(guo)程(cheng)達(da)到平衡(heng)。由(you)于(yu)在(zai)納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣表面(mian)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)形成(cheng)膠團(tuan),吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)阻力較大(da),因(yin)此在(zai)納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣表面(mian)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)占有相(xiang)對的(de)(de)優勢。目前用(yong)(yong)于(yu)納(na)米(mi)(mi)(mi)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣的(de)(de)偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)主要有鈦酸(suan)(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、鋁酸(suan)(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)及復合偶(ou)聯(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。
  1.2.1鈦酸酯偶聯(lian)劑
  1974年美國(guo)(guo)Kenrich公司首先發(fa)明的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)是碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)等無機填(tian)(tian)料(liao)(liao)廣泛應(ying)(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)劑(ji)(ji),對橡(xiang)膠(jiao)和熱塑(su)性(xing)(xing)塑(su)料(liao)(liao)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)效(xiao)果較好。1977年MonteSJ等[31~33]提出了鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)能在(zai)(zai)填(tian)(tian)料(liao)(liao)表面形成單(dan)(dan)分(fen)子層排列。HanCD等[33,34]提出鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)在(zai)(zai)填(tian)(tian)充(chong)(chong)體(ti)(ti)系中具有(you)增塑(su)作(zuo)用(yong)(yong)和界面黏合作(zuo)用(yong)(yong),經鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)后,納(na)(na)米碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)表面覆(fu)蓋一層單(dan)(dan)分(fen)子膜,從(cong)(cong)而(er)使納(na)(na)米碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面性(xing)(xing)質(zhi)發(fa)生根本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)(gai)(gai)變[35]。根據分(fen)子及偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)機理,至今實際應(ying)(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)主要(yao)有(you)單(dan)(dan)烷氧(yang)基(ji)型(xing)、單(dan)(dan)烷氧(yang)基(ji)焦磷酸(suan)酯(zhi)(zhi)型(xing)、鰲合型(xing)和配(pei)位體(ti)(ti)型(xing)。鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)效(xiao)果較好,已得到了廣泛應(ying)(ying)用(yong)(yong),但(dan)其對生態(tai)環境和人體(ti)(ti)健(jian)康的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)已越(yue)來越(yue)引(yin)起發(fa)達(da)國(guo)(guo)家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重視,美國(guo)(guo)已對鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)在(zai)(zai)橡(xiang)膠(jiao)奶嘴和玩具等制品中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)做出了嚴格規(gui)定。國(guo)(guo)內也對鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)進行(xing)了大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu),翟雄偉(wei)等[36]采用(yong)(yong)鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)NDZ2101,NDZ2201和NDZ2311改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)納(na)(na)米碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)填(tian)(tian)充(chong)(chong)硬質(zhi)PVC,當納(na)(na)米碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數為(wei)0.3時(shi),復(fu)合材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺口沖(chong)擊強度(du)比未加偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)分(fen)別提高(gao)56%,36%和46%。羅士(shi)平(ping)等[37]采用(yong)(yong)鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji)TSC改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)輕(qing)(qing)質(zhi)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)填(tian)(tian)充(chong)(chong)NR,當輕(qing)(qing)質(zhi)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數為(wei)15%時(shi),膠(jiao)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉伸強度(du)由未改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)17.4MPa提高(gao)到19.4MPa,與(yu)白(bai)炭黑填(tian)(tian)充(chong)(chong)膠(jiao)(19.9MPa)接近。王訓遒等[38]人作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合偶(ou)(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)(ji),采用(yong)(yong)鈦(tai)(tai)酸(suan)酯(zhi)(zhi)和硬脂酸(suan)進行(xing)復(fu)合改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing),改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)后碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)在(zai)(zai)二(er)甲(jia)苯中能夠(gou)穩定分(fen)散,為(wei)其在(zai)(zai)涂料(liao)(liao)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)奠(dian)定了基(ji)礎,從(cong)(cong)而(er)可以大(da)(da)大(da)(da)拓寬(kuan)納(na)(na)米CaCO3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)領域。
  1.2.2鋁酸酯(zhi)偶聯劑
  1986年章文貢等(deng)[39]發明(ming)了鋁(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。鋁(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)酯分子(zi)(zi)中(zhong)易水解的(de)烷氧基與納(na)(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)表(biao)面的(de)自由質(zhi)子(zi)(zi)發生化(hua)學反應(ying),分子(zi)(zi)的(de)另一端基團(tuan)與高聚(ju)物分子(zi)(zi)鏈(lian)發生纏繞(rao)或交聯(lian)。國內生產的(de)鋁(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)主要有DL2411和(he)DL2451系列(lie)。任(ren)重遠等(deng)[40]采用鋁(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)DL24112A改(gai)性(xing)(xing)納(na)(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)填(tian)充PVC發現,復合材料(liao)的(de)拉斷伸長率和(he)抗(kang)沖擊強(qiang)度均較未改(gai)性(xing)(xing)納(na)(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)有明(ming)顯提高。林美(mei)娟等(deng)[41]采用鋁(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)酯偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)DL24112D改(gai)性(xing)(xing)納(na)(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai),其吸(xi)油(you)值(zhi)和(he)吸(xi)水率減小,在(zai)有機介質(zhi)中(zhong)的(de)分散性(xing)(xing)較好(hao)。此外,徐偉平等(deng)[42]研究大(da)分子(zi)(zi)偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)對納(na)(na)米碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)表(biao)面改(gai)性(xing)(xing),結果表(biao)明(ming)大(da)分子(zi)(zi)偶(ou)聯(lian)劑(ji)(ji)(ji)(ji)可以明(ming)顯改(gai)善填(tian)充體系的(de)加工性(xing)(xing)能(neng)。
  1.3聚(ju)合物
  聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)可定向地吸(xi)(xi)附(fu)在碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian),使碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)具(ju)有電(dian)荷特(te)(te)性(xing)(xing)(xing),并在其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形(xing)成物(wu)(wu)(wu)理(li)和化學(xue)吸(xi)(xi)附(fu)層(ceng)(ceng),阻止(zhi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)粒子團聚(ju)(ju)(ju)(ju)結塊,改善(shan)分(fen)(fen)散(san)性(xing)(xing)(xing)。一(yi)般(ban)認(ren)為(wei),聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)包(bao)膜碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)可分(fen)(fen)為(wei)兩類(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)是(shi)先把聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)單體(ti)吸(xi)(xi)附(fu)在碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian),然后(hou)引發其(qi)(qi)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he),從而(er)在其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形(xing)成極薄(bo)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)膜層(ceng)(ceng);另一(yi)類(lei)(lei)是(shi)將聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)溶解在適當(dang)(dang)溶劑中再加入碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai),當(dang)(dang)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)逐漸吸(xi)(xi)附(fu)在碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)時(shi)排除(chu)溶劑形(xing)成包(bao)膜。現(xian)在利用(yong)(yong)(yong)聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)種(zhong)分(fen)(fen)散(san)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)已經合(he)成了一(yi)些大小均勻(yun)、分(fen)(fen)散(san)性(xing)(xing)(xing)好的(de)(de)(de)(de)納(na)米微(wei)粒[43]。聚(ju)(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)PMMA包(bao)裹處(chu)理(li)納(na)米碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)后(hou)可達到(dao)納(na)米分(fen)(fen)散(san)級,對(dui)(dui)PP起到(dao)增(zeng)韌、增(zeng)強作(zuo)用(yong)(yong)(yong)[44]。何濤波等(deng)(deng)[45]人用(yong)(yong)(yong)聚(ju)(ju)(ju)(ju)甲基丙(bing)烯(xi)(xi)(xi)酸(suan)(suan)(suan)(suan)甲酯包(bao)覆納(na)米碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai),經過測試表(biao)(biao)(biao)(biao)明,PMMA是(shi)通過與CaCO3表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)C原子發生作(zuo)用(yong)(yong)(yong)后(hou)接枝上的(de)(de)(de)(de)。此(ci)外(wai),用(yong)(yong)(yong)烷氧(yang)基苯(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)-苯(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)磺酸(suan)(suan)(suan)(suan)共聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)納(na)米碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)進行表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)處(chu)理(li),也能(neng)提高(gao)納(na)米碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)散(san)性(xing)(xing)(xing)。聚(ju)(ju)(ju)(ju)烯(xi)(xi)(xi)烴低聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)納(na)米碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)等(deng)(deng)無機填(tian)料有較好的(de)(de)(de)(de)浸(jin)潤、黏合(he)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。馬來酸(suan)(suan)(suan)(suan)酐接枝改性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)(xi)(xi)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)(xi)(xi)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(鹽)、烷氧(yang)基苯(ben)乙烯(xi)(xi)(xi)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)乙二醇(chun)及反(fan)應性(xing)(xing)(xing)纖(xian)維素等(deng)(deng)均能(neng)較好地改善(shan)納(na)米碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)潤濕特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)。這(zhe)類(lei)(lei)極性(xing)(xing)(xing)低聚(ju)(ju)(ju)(ju)物(wu)(wu)(wu)可以定向地吸(xi)(xi)附(fu)在納(na)米碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian),使其(qi)(qi)具(ju)有電(dian)荷特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)并形(xing)成吸(xi)(xi)附(fu)層(ceng)(ceng),阻止(zhi)團聚(ju)(ju)(ju)(ju)現(xian)象,從而(er)提高(gao)其(qi)(qi)分(fen)(fen)散(san)性(xing)(xing)(xing)。
  1.4無(wu)機物
  無(wu)機(ji)電(dian)解(jie)質分(fen)(fen)散劑在納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)表(biao)面(mian)(mian)吸(xi)附(fu),一方面(mian)(mian)可(ke)以顯(xian)著(zhu)提高(gao)納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)表(biao)面(mian)(mian)電(dian)位的(de)(de)絕(jue)對(dui)(dui)值,從(cong)而(er)產生較(jiao)強的(de)(de)雙電(dian)層(ceng)靜電(dian)排斥作用(yong)(yong);另一方面(mian)(mian),吸(xi)附(fu)層(ceng)可(ke)誘發很強的(de)(de)空間排斥效應。同時(shi)無(wu)機(ji)電(dian)解(jie)質也可(ke)增強納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)表(biao)面(mian)(mian)對(dui)(dui)水(shui)的(de)(de)潤濕程度,從(cong)而(er)有(you)效地防止納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)在水(shui)中(zhong)的(de)(de)團聚這類無(wu)機(ji)物有(you)縮合(he)磷(lin)酸(suan)(suan)、鋁酸(suan)(suan)鈉、硅酸(suan)(suan)鈉、明礬等(deng)(deng)[3]。由于納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)存在耐酸(suan)(suan)性(xing)差(cha)、表(biao)面(mian)(mian)pH值大(da)(da)等(deng)(deng)缺(que)點(dian),限制了其使用(yong)(yong)范(fan)圍的(de)(de)擴大(da)(da)。采用(yong)(yong)縮合(he)磷(lin)酸(suan)(suan)對(dui)(dui)納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)進行表(biao)面(mian)(mian)處理,在其表(biao)面(mian)(mian)形成縮合(he)磷(lin)酸(suan)(suan)的(de)(de)包(bao)裹層(ceng),從(cong)而(er)提高(gao)其耐酸(suan)(suan)性(xing)[46]。李凱(kai)奇等(deng)(deng)[47]研究了一種新型分(fen)(fen)散劑A型沸石(shi),它在與三磷(lin)酸(suan)(suan)鈉配合(he)使用(yong)(yong)時(shi)對(dui)(dui)納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)分(fen)(fen)散效果。該分(fen)(fen)散劑不(bu)溶于水(shui),在干燥(zao)時(shi)沒有(you)黏合(he)性(xing),對(dui)(dui)解(jie)決(jue)納(na)米(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)(gai)的(de)(de)干燥(zao)問(wen)題有(you)很好(hao)的(de)(de)幫(bang)助。
  2納米(mi)碳(tan)酸鈣在造紙中應(ying)用
  2.1碳酸鈣作(zuo)為造紙填料
  隨著造紙(zhi)(zhi)(zhi)工藝過程由酸(suan)性(xing)(xing)施膠(jiao)向中(zhong)堿性(xing)(xing)施膠(jiao)轉變,為納米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)提供了一個巨大的(de)(de)(de)(de)(de)潛在市場(chang)。使(shi)用(yong)納米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣加(jia)填(tian)(tian)具有(you)很(hen)多優點(dian)[50]:①具有(you)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)蔽光性(xing)(xing)、高(gao)(gao)(gao)亮度(du),能(neng)(neng)提高(gao)(gao)(gao)紙(zhi)(zhi)(zhi)制品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)白度(du)和(he)(he)蔽光性(xing)(xing)。②能(neng)(neng)使(shi)造紙(zhi)(zhi)(zhi)廠使(shi)用(yong)較多的(de)(de)(de)(de)(de)填(tian)(tian)料而少用(yong)紙(zhi)(zhi)(zhi)漿,能(neng)(neng)大幅度(du)地降(jiang)低生(sheng)產(chan)成(cheng)本。③納米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣粒度(du)細且(qie)均(jun)(jun)勻,對紙(zhi)(zhi)(zhi)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)磨損小(xiao),并且(qie)能(neng)(neng)使(shi)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)紙(zhi)(zhi)(zhi)制品(pin)更(geng)加(jia)均(jun)(jun)勻、平(ping)(ping)整(zheng)。④納米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣的(de)(de)(de)(de)(de)吸油值高(gao)(gao)(gao),能(neng)(neng)提高(gao)(gao)(gao)彩色紙(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)顏料牢固性(xing)(xing)。⑤采用(yong)納米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣填(tian)(tian)充中(zhong)性(xing)(xing)紙(zhi)(zhi)(zhi)或(huo)紙(zhi)(zhi)(zhi)板(ban)時,能(neng)(neng)夠提高(gao)(gao)(gao)紙(zhi)(zhi)(zhi)或(huo)紙(zhi)(zhi)(zhi)板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)緊密度(du)。因(yin)此,用(yong)納米(mi)(mi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣作填(tian)(tian)料的(de)(de)(de)(de)(de)紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang)具有(you)較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)松(song)密度(du),良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)塑性(xing)(xing)和(he)(he)柔軟性(xing)(xing),紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)表面細膩,可(ke)大大改善紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。可(ke)以達(da)到(dao)至填(tian)(tian)充率系數更(geng)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)(ping)。用(yong)量可(ke)高(gao)(gao)(gao)達(da)近30%。主要用(yong)于生(sheng)產(chan)更(geng)高(gao)(gao)(gao)品(pin)級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)不透光紙(zhi)(zhi)(zhi)以降(jiang)低生(sheng)產(chan)成(cheng)本,使(shi)造紙(zhi)(zhi)(zhi)企業獲(huo)得明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)經濟效(xiao)益。
  2.2碳酸鈣在表面施(shi)膠中的應用
  納(na)米碳酸(suan)鈣(gai)具有白度(du)高(gao)(gao)(gao)(gao)、比表(biao)面(mian)積大、表(biao)面(mian)活性(xing)(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)、強度(du)和硬(ying)度(du)高(gao)(gao)(gao)(gao)等(deng)(deng)(deng)優(you)良特性(xing)(xing)。在表(biao)面(mian)施(shi)膠(jiao)(jiao)劑中(zhong)加入(ru)納(na)米碳酸(suan)鈣(gai),可(ke)以得到高(gao)(gao)(gao)(gao)光澤度(du)和高(gao)(gao)(gao)(gao)油(you)墨(mo)(mo)(mo)吸收(shou)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紙(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang),并改善紙(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平滑度(du)[52]。納(na)米碳酸(suan)鈣(gai)作為紙(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang)表(biao)面(mian)施(shi)膠(jiao)(jiao)顏(yan)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優(you)點主要表(biao)現在以下幾個重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物化指標:(1)提高(gao)(gao)(gao)(gao)了IGT拉毛強度(du);(2)改善紙(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang)白度(du);(3)提高(gao)(gao)(gao)(gao)K&N油(you)墨(mo)(mo)(mo)吸收(shou)性(xing)(xing);(4)改善紙(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平滑度(du)。趙傳山等(deng)(deng)(deng)[53]人(ren)利用(yong)超細碳酸(suan)鈣(gai)進行顏(yan)料(liao)(liao)化表(biao)面(mian)施(shi)膠(jiao)(jiao),改進了紙(zhi)(zhi)張(zhang)(zhang)質量(liang)(liang)。張(zhang)(zhang)恒(heng)、陳克復(fu)等(deng)(deng)(deng)[54,55]研究納(na)米級(ji)CaCO3對(dui)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)以及涂(tu)(tu)布(bu)紙(zhi)(zhi)性(xing)(xing)能(neng)影(ying)響,適當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)納(na)米CaCO3用(yong)量(liang)(liang)能(neng)夠(gou)提高(gao)(gao)(gao)(gao)涂(tu)(tu)布(bu)紙(zhi)(zhi)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)強度(du)和油(you)墨(mo)(mo)(mo)吸收(shou)性(xing)(xing),但用(yong)量(liang)(liang)過(guo)大,若分(fen)(fen)散(san)不佳,粒子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)團聚將導致涂(tu)(tu)布(bu)紙(zhi)(zhi)性(xing)(xing)能(neng)下降。肖仙英等(deng)(deng)(deng)[56]通過(guo)將納(na)米碳酸(suan)鈣(gai)用(yong)于造(zao)紙(zhi)(zhi)涂(tu)(tu)布(bu)實驗(yan)得出結論,在同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)膠(jiao)(jiao)黏(nian)劑、分(fen)(fen)散(san)劑用(yong)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,向普通的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)配方中(zhong)摻入(ru)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)納(na)米碳酸(suan)鈣(gai),可(ke)以提高(gao)(gao)(gao)(gao)涂(tu)(tu)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)、平滑度(du),同時對(dui)油(you)墨(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸收(shou)性(xing)(xing)能(neng)也有一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改善。
  3結(jie)束語(yu)
  納(na)(na)米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)是目前最大宗的(de)(de)納(na)(na)米材(cai)料之一,而我國的(de)(de)納(na)(na)米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)產(chan)品比(bi)較(jiao)單一,產(chan)品質量也比(bi)較(jiao)低。因(yin)此,加(jia)強研制開發高檔碳酸(suan)鈣(gai)(gai),加(jia)大發展超細、超純納(na)(na)米級碳酸(suan)鈣(gai)(gai)具(ju)有重要的(de)(de)意義,利用(yong)我國資(zi)源(yuan)豐(feng)富這一有利條件,對原有生產(chan)輕質碳酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)(de)廠家進(jin)行生產(chan)技(ji)術(shu)(shu)和工藝改(gai)造(zao),進(jin)一步提高碳酸(suan)鈣(gai)(gai)產(chan)品的(de)(de)質量。可以預見,超重力(li)技(ji)術(shu)(shu)使納(na)(na)米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)(de)產(chan)品質量提高,而生產(chan)成本大大降(jiang)低,納(na)(na)米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)(de)開發與改(gai)性研究的(de)(de)進(jin)一步深入,納(na)(na)米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)的(de)(de)更多優異性能會(hui)被發現(xian)和應用(yong),從而使納(na)(na)米碳酸(suan)鈣(gai)(gai)具(ju)有更為(wei)廣闊的(de)(de)市場前景。聲明:
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  目前(qian)圓網(wang)紙(zhi)機利用(yong)廢紙(zhi)為(wei)原料生(sheng)產衛生(sheng)紙(zhi)和紙(zhi)板的工廠,全化纖針刺毛(mao)毯(tan)(tan)的單耗很高,毛(mao)毯(tan)(tan)不是(shi)因磨損(sun),而(er)是(shi)因污染物沉積在(zai)毛(mao)毯(tan)(tan)上,致使(shi)(shi)脫水不良,造成壓(ya)潰及壓(ya)花等紙(zhi)病,使(shi)(shi)毛(mao)毯(tan)(tan)無(wu)法(fa)繼續使(shi)(shi)用(yong)而(er)早(zao)下(xia)機。一項良好(hao)的洗(xi)毯(tan)(tan)措施,可(ke)以做到最(zui)大限度地減少(shao)上述間(jian)題的發生(sheng)。
  解決堵毯的(de)間題單(dan)依靠機械(xie)法是不(bu)夠的(de),必須是機械(xie)處理和化學處理并用。
  在(zai)紙(zhi)和紙(zhi)板的(de)(de)(de)抄造過(guo)程中(zhong)(zhong),廢(fei)紙(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)膠(jiao)粘(zhan)(zhan)物(wu)是(shi)毛(mao)毯沾(zhan)污的(de)(de)(de)主要原(yuan)因(yin),因(yin)此(ci)所(suo)用的(de)(de)(de)化(hua)學藥品必須具有(you)極強的(de)(de)(de)脫膠(jiao)能(neng)力(li),才能(neng)削弱膠(jiao)粘(zhan)(zhan)劑與毛(mao)纖維、毛(mao)孔堵塞物(wu)的(de)(de)(de)粘(zhan)(zhan)聯力(li),進而乳化(hua)溶解膠(jiao)粘(zhan)(zhan)物(wu),為(wei)沖(chong)洗毛(mao)孔中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)堵塞物(wu)創造條(tiao)件。
  堿能(neng)(neng)與油脂、油墨、松(song)香膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和多種助(zhu)劑(ji)(ji)(ji)(ji)起皂化反應(ying),脫除能(neng)(neng)力很強,在(zai)初期使(shi)用(yong)(yong)(yong)時效果很好。但(dan)有許多不溶(rong)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)粘(zhan)接(jie)劑(ji)(ji)(ji)(ji)仍殘留在(zai)毛(mao)(mao)毯(tan)(tan)內,隨著逐步積(ji)累,毛(mao)(mao)毯(tan)(tan)受壓板結(jie),毛(mao)(mao)孔堵塞,單使(shi)用(yong)(yong)(yong)堿是(shi)不夠的(de)(de)(de)(de),必須加入具有滲(shen)透、潤濕、增(zeng)(zeng)溶(rong)、乳化和分散(san)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)比(bi)較強的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji).如何(he)衡量表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)優劣,除在(zai)實際應(ying)用(yong)(yong)(yong)中(zhong)作(zuo)比(bi)較,也可以從(cong)表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)特征方(fang)(fang)面作(zuo)判斷:①表(biao)(biao)面張力:較低(di)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面張力具有較好的(de)(de)(de)(de)濕潤性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),使(shi)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)迅速滲(shen)透到膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)粘(zhan)劑(ji)(ji)(ji)(ji)內部.②增(zeng)(zeng)溶(rong)作(zuo)用(yong)(yong)(yong):表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)必須具有對(dui)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)粘(zhan)物有潤濕、滲(shen)透、乳化、分散(san)等(deng)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),其僧水性(xing)(xing)(xing)微粒被表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)束所增(zeng)(zeng)溶(rong),形成(cheng)透明穩定的(de)(de)(de)(de)溶(rong)液(ye)(ye)(ye).③電荷相(xiang)斥:在(zai)水溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)纖維帶(dai)(dai)負電,膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)粘(zhan)物大(da)多帶(dai)(dai)負電,使(shi)用(yong)(yong)(yong)陰(yin)(yin)離(li)(li)子表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)使(shi)負電荷密度(du)增(zeng)(zeng)加,毛(mao)(mao)纖維與膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)粘(zhan)劑(ji)(ji)(ji)(ji)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)斥力增(zeng)(zeng)大(da),從(cong)而(er)加速了從(cong)毛(mao)(mao)毯(tan)(tan)中(zhong)洗(xi)出,故采(cai)用(yong)(yong)(yong)陰(yin)(yin)離(li)(li)子表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji).陰(yin)(yin)離(li)(li)子表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)碳氫鏈(lian)的(de)(de)(de)(de)長(chang)短(duan)對(dui)去污能(neng)(neng)力有影響(xiang),鏈(lian)長(chang)的(de)(de)(de)(de)去污能(neng)(neng)力強,但(dan)相(xiang)對(dui)來(lai)說鏈(lian)長(chang)者潤濕、滲(shen)透能(neng)(neng)力差(cha),這(zhe)是(shi)陰(yin)(yin)離(li)(li)子表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)不足之處(chu)。非離(li)(li)子表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)能(neng)(neng)兩者兼(jian)顧,性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)比(bi)陰(yin)(yin)離(li)(li)子表(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)優越.以下配方(fang)(fang)供參考:非離(li)(li)子型活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji),如聚氧乙(yi)烯磺化醚(mi),或(huo)TX-10(辛烷(wan)基苯酚聚氧乙(yi)烯醚(mi)一10)0.3500.氫氧化鈉(na)500,水94.“%,配成(cheng)水溶(rong)液(ye)(ye)(ye),溫度(du)不低(di)于(yu)500C。因膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)粘(zhan)物在(zai)較高溫度(du)下更(geng)易溶(rong)于(yu)水而(er)且容(rong)易乳化,水的(de)(de)(de)(de)粘(zhan)度(du)也較低(di),在(zai)真空箱下更(geng)易脫水.在(zai)使(shi)用(yong)(yong)(yong)中(zhong)特別強調要讓清洗(xi)液(ye)(ye)(ye)滲(shen)透到毛(mao)(mao)毯(tan)(tan)中(zhong)去,一般是(shi)20分鐘后再沖洗(xi)。對(dui)嚴(yan)重(zhong)臟污而(er)下機(ji)的(de)(de)(de)(de)聲毯(tan)(tan),使(shi)用(yong)(yong)(yong)清洗(xi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)浸泡2小時可再次上機(ji)使(shi)用(yong)(yong)(yong)。
  因原(yuan)料及紙(zhi)機(ji)(ji)千差萬(wan)別(bie),在制訂清洗(xi)(xi)方(fang)案(an)中(zhong),首先(xian)要查明堵塞(sai)毛毯(tan)孔眼的沉積物的類型。再通過最佳(jia)機(ji)(ji)械與化學(xue)處理的試(shi)驗,確定(ding)最佳(jia)方(fang)案(an),以決定(ding)化學(xue)藥品(pin)(pin)的用(yong)(yong)量(liang)和時間(jian)。實踐表(biao)明,臟污的毛毯(tan)經過清洗(xi)(xi),紙(zhi)機(ji)(ji)車速可提高(gao)5緯,汽耗費用(yong)(yong)降低500,成(cheng)品(pin)(pin)率正品(pin)(pin)上升,減少了(le)停機(ji)(ji)時間(jian),給紙(zhi)廠帶來了(le)利潤。聲明:
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  摘要:對卡伯值(zhi)為17.1的(de)桉木速(su)生材硫酸鹽漿(jiang)(jiang)進行(xing)DQP和(DQ)P漂白。結(jie)果(guo)表明,在有(you)效氯用量為4.0%、H2O2用量為2.5%時,DQP漂白漿(jiang)(jiang)白度(du)達(da)到(dao)85.4%,(DQ)P漂白漿(jiang)(jiang)白度(du)達(da)到(dao)85.3%;且(qie)(DQ)段的(de)pH值(zhi)在2~4之間變化對紙漿(jiang)(jiang)的(de)白度(du)影響不大(da)。兩(liang)種漂白漿(jiang)(jiang)的(de)強度(du)都很好(hao),在相同打漿(jiang)(jiang)度(du)下(xia)DQP漂白漿(jiang)(jiang)有(you)更(geng)(geng)高(gao)(gao)的(de)裂斷長和耐破指(zhi)(zhi)數(shu);而(DQ)P漂白漿(jiang)(jiang)則具有(you)更(geng)(geng)高(gao)(gao)的(de)撕裂指(zhi)(zhi)數(shu),并且(qie)所需要的(de)打漿(jiang)(jiang)能(neng)耗也(ye)較少。
  關(guan)鍵詞:桉(an)木硫酸鹽漿;DQP漂(piao)白;(DQ)P漂(piao)白
  中圖分(fen)類(lei)號:TS74文獻標識碼:A文章編(bian)號:0254-508X(2007)06-0065-02
  多段(duan)漂(piao)白(bai)(bai)設(she)備(bei)投資(zi)高(gao),耗(hao)水和耗(hao)能較(jiao)多,使(shi)紙漿的(de)漂(piao)白(bai)(bai)成(cheng)本居高(gao)不下。本實(shi)驗對常規桉(an)木硫酸鹽漿進行了(le)(DQ)P兩段(duan)漂(piao)白(bai)(bai)(即在D段(duan)漂(piao)中(zhong)加入DTPA,將D、Q兩段(duan)合并(bing)),探討了(le)(DQ)段(duan)有效氯用量和終點pH值對漂(piao)白(bai)(bai)漿白(bai)(bai)度的(de)影(ying)響;并(bing)研究了(le)DQP3段(duan)漂(piao)中(zhong)D段(duan)有效氯用量對漂(piao)終白(bai)(bai)度的(de)影(ying)響。
  1實驗
  1.1原料
  桉(an)(an)木(mu)由廣東雷州林業局提供,由巨桉(an)(an)(EucalyptusGrandis)和(he)赤桉(an)(an)(EucalyptusCamaldulensis)雜交而成,樹(shu)齡為6年(nian)。原料切成30mm×20mm×5mm的木(mu)片,篩(shai)選后風干儲存(cun)備(bei)用。
  1.2蒸(zheng)煮
  采(cai)用(yong)改進的(de)美國M/K609-2-10型計算機(ji)控制蒸(zheng)煮器(qi)。常(chang)規硫酸鹽(yan)法蒸(zheng)煮條件(jian)為:裝鍋(guo)量1000g(絕(jue)干),活性堿用(yong)量23%(以NaOH計),硫化度25%,液(ye)比1:4,最高(gao)溫度165℃,升(sheng)溫時間(jian)125min,保溫時間(jian)120min。所得漿料的(de)卡伯值17.1,白度33.1%,黏度909mL/g,細漿得率50.4%。
  1.3漂白
  在聚乙(yi)烯塑(su)料(liao)(liao)袋中(zhong)(zhong)漂白,漿濃10%。漿料(liao)(liao)和藥品加入袋中(zhong)(zhong)揉(rou)搓均勻后密(mi)封,放入恒溫水浴中(zhong)(zhong)反(fan)應,漂后漿料(liao)(liao)用去離子水洗凈。
  D段:有效(xiao)氯(lv)用量2.5%~4.0%,70℃,45min,終點pH值(zhi)3.5~4.0。
  Q段:有DTPA用量0.3%,70℃,30min,終點(dian)pH值4左右。
  (DQ)段:有效(xiao)氯用量2.5%~4.0%,DTPA用量0.3%,70℃,45min。
  P段:H2O2用(yong)量(liang)2.5%,NaOH用(yong)量(liang)1.5%,MgSO4用(yong)量(liang)0.05%,90℃,240min
  1.4磨漿、抄紙和(he)檢測
  用PFI磨分(fen)別對兩(liang)種漂白(bai)漿(jiang)進行磨漿(jiang),磨漿(jiang)濃度為10%。磨漿(jiang)后在標準紙張(zhang)成形器上抄紙,按(an)國家(jia)標準方法測定紙張(zhang)性(xing)能。
  2結果(guo)與(yu)討論(lun)
  2.1DQP和(DQ)P漂白有效氯用量的優化
  前期研究(jiu)表(biao)明[1],非(fei)木漿采用DQP漂(piao)序,在較低(di)的(de)(de)有效氯和H2O2用量下(xia),可將麥草漿、葦漿、蔗渣漿和竹(zhu)漿漂(piao)至(zhi)80%以上的(de)(de)白度。表(biao)1為相同(tong)的(de)(de)Q、P條件(jian)下(xia),有效氯用量對桉木硫酸鹽(yan)漿性能的(de)(de)影響。
  由表1可知,在(zai)相同(tong)的(de)(de)有效氯(lv)用量下,(DQ)P漂(piao)(piao)白漿(jiang)的(de)(de)白度(du)均(jun)可達到或略高于DQP漂(piao)(piao)白漿(jiang)的(de)(de)白度(du)。兩種漂(piao)(piao)白漿(jiang)的(de)(de)白度(du)穩定(ding)性都較好,有效氯(lv)用量的(de)(de)增加能提高漂(piao)(piao)白漿(jiang)的(de)(de)白度(du)穩定(ding)性。(DQ)P完全(quan)可以(yi)達到與DQP相同(tong)的(de)(de)漂(piao)(piao)白效果。兩段漂(piao)(piao)的(de)(de)設備投資(zi)、動(dong)力消耗和運行成本比3段漂(piao)(piao)少(shao),因此,具有明(ming)顯(xian)的(de)(de)優勢和潛(qian)在(zai)的(de)(de)應用前景(jing)。
  2.2(DQ)段終點pH值的優化
  pH值(zhi)對DTPA螯合處理和ClO2作用效果有顯(xian)著的影響。有效氯用量為(wei)4.0%時(shi),(DQ)段終(zhong)點pH值(zhi)對紙漿性能的影響見表2。
  由表2可知,在有效氯用量為(wei)(wei)4.0%時,將(DQ)段(duan)的(de)(de)終(zhong)點(dian)(dian)pH值(zhi)從2.02提高到3.97,漂白(bai)漿的(de)(de)白(bai)度幾乎不變,只(zhi)是返(fan)黃(huang)值(zhi)略有增大。較低的(de)(de)pH值(zhi)會使(shi)DTPA對金屬(shu)離子的(de)(de)螯(ao)合能(neng)力減(jian)弱(ruo),但酸(suan)性條件下ClO2具有很(hen)強的(de)(de)氧化性,能(neng)夠氧化金屬(shu)離子,對后續的(de)(de)P段(duan)漂白(bai)有利。因此,(DQ)段(duan)漂終(zhong)pH值(zhi)在2~4時不會對漂白(bai)漿的(de)(de)白(bai)度有很(hen)大的(de)(de)影響;建(jian)議(DQ)段(duan)的(de)(de)終(zhong)點(dian)(dian)pH值(zhi)為(wei)(wei)4左右(you)。
  2.3DQP和(DQ)P漂白漿(jiang)磨漿(jiang)抄紙性能的比較
  對有效(xiao)氯(lv)用量為4.0%的DQP和(he)(DQ)P漂白漿(jiang)進(jin)行磨(mo)漿(jiang),表3為不同(tong)磨(mo)漿(jiang)轉(zhuan)數下的紙漿(jiang)性能。
  由表(biao)3看出,經磨漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)后(hou)(hou)兩種漂(piao)(piao)白(bai)(bai)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)各項強(qiang)度(du)(du)(du)(du)性(xing)能均有(you)提(ti)高,其中(zhong)裂斷(duan)長和耐破(po)指(zhi)數(shu)隨著打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)增大而(er)升(sheng)高,打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)度(du)(du)(du)(du)到(dao)達48oSR以后(hou)(hou)這種趨勢開始減弱;經打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)后(hou)(hou)兩種漂(piao)(piao)白(bai)(bai)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)撕(si)裂指(zhi)數(shu)也明(ming)顯增大,而(er)后(hou)(hou)保(bao)持不變或略有(you)降低。在相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)度(du)(du)(du)(du)下,DQP漂(piao)(piao)白(bai)(bai)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)裂斷(duan)長和耐破(po)指(zhi)數(shu)要高于(DQ)P漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang);而(er)當打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)度(du)(du)(du)(du)大于30oSR時(shi),(DQ)P漂(piao)(piao)白(bai)(bai)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)具有(you)更(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)撕(si)裂指(zhi)數(shu)。總的(de)(de)(de)(de)(de)來說(shuo),經打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)后(hou)(hou)兩種漂(piao)(piao)白(bai)(bai)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)性(xing)能都很好。要達到(dao)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)打(da)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)度(du)(du)(du)(du),(DQ)P漂(piao)(piao)白(bai)(bai)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)所(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)(de)(de)磨漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)轉(zhuan)數(shu)低于DQP漂(piao)(piao)白(bai)(bai)漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang),即需(xu)要較低的(de)(de)(de)(de)(de)磨漿(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)能耗。
  3結論(lun)
  3.1卡(ka)伯(bo)值(zhi)為17.1的(de)未漂(piao)桉木硫酸鹽漿在(zai)有(you)效(xiao)氯用量為4.0%、H2O2用量為2.5%時,DQP和(DQ)P漂(piao)白漿均能達到85%以上的(de)白度,且具有(you)較好(hao)的(de)白度穩定(ding)性。(DQ)段的(de)終(zhong)點pH值(zhi)為4左右較好(hao)。
  3.2在相同打(da)漿(jiang)度(du)下,DQP漂白(bai)漿(jiang)的(de)裂斷長(chang)和耐破(po)指數(shu)(shu)要高(gao)于(DQ)P漂白(bai)漿(jiang);打(da)漿(jiang)度(du)高(gao)于30oSR時(shi),(DQ)P的(de)撕裂指數(shu)(shu)則高(gao)于DQP;要達到相同的(de)紙漿(jiang)打(da)漿(jiang)度(du),(DQ)P漂白(bai)漿(jiang)磨漿(jiang)能耗較低。聲明:
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  紙(zhi)漿(jiang)(jiang)是以(yi)某些植物為(wei)(wei)原(yuan)料加工(gong)而成的(de)(de),它是造紙(zhi)的(de)(de)基本原(yuan)料。通常用以(yi)制漿(jiang)(jiang)原(yuan)料的(de)(de)植物可分(fen)為(wei)(wei)4大(da)類(lei):莖干纖(xian)(xian)(xian)維(wei)類(lei)、韌皮纖(xian)(xian)(xian)維(wei)類(lei)、種毛纖(xian)(xian)(xian)維(wei)類(lei)和木(mu)材(cai)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)類(lei)。其(qi)中(zhong)尤以(yi)木(mu)材(cai)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)類(lei)為(wei)(wei)最重要。目前我國木(mu)材(cai)資源遠不能滿(man)足(zu)日益發(fa)展的(de)(de)制漿(jiang)(jiang)造紙(zhi)工(gong)業(ye)的(de)(de)需要。為(wei)(wei)了彌補原(yuan)料的(de)(de)不足(zu),每年要從國外進(jin)口相當數量(liang)的(de)(de)紙(zhi)漿(jiang)(jiang)。
  造(zao)紙制漿工藝(yi)流(liu)程
  制漿是指利(li)用化學方(fang)法、機械方(fang)法或兩(liang)者(zhe)結合的(de)(de)方(fang)法,使植物纖維原料(liao)離解變成本(ben)色或漂白(bai)紙漿的(de)(de)生產過程。
  紙漿種類及用途(tu)
  1.機械木漿(MECHANICALWOOD-PULP)
  機(ji)械(xie)(xie)木(mu)漿亦稱磨木(mu)漿,是利(li)用機(ji)械(xie)(xie)方法磨解(jie)纖維原料制成的(de)(de)紙漿。它在造紙工業中占(zhan)有重要的(de)(de)地位。它的(de)(de)生產(chan)成本低(di),生產(chan)過(guo)程簡單,成紙的(de)(de)吸墨性強(qiang),不透明度高(gao),紙張軟(ruan)而平滑。適宜(yi)印刷上的(de)(de)要求(qiu)。但由于纖維短,非(fei)纖維素(su)(su)組份(fen)含量高(gao),所(suo)以成紙強(qiang)度低(di)。另外(wai)由于木(mu)材中的(de)(de)木(mu)素(su)(su)和(he)其(qi)他非(fei)纖維素(su)(su)絕大部分未被除(chu)去,用其(qi)生產(chan)的(de)(de)紙張易變黃發(fa)脆,不能長期保存。
  機(ji)(ji)(ji)械木(mu)(mu)漿(jiang)(jiang)通常指(zhi)白色(se)(se)(se)機(ji)(ji)(ji)械木(mu)(mu)漿(jiang)(jiang)和褐色(se)(se)(se)機(ji)(ji)(ji)械木(mu)(mu)漿(jiang)(jiang)兩種(zhong)。白色(se)(se)(se)機(ji)(ji)(ji)械木(mu)(mu)漿(jiang)(jiang)主要(yao)用于(yu)生(sheng)產新聞紙(zhi)(zhi)(zhi),也可配入其他紙(zhi)(zhi)(zhi)漿(jiang)(jiang)中抄制書寫紙(zhi)(zhi)(zhi)和印刷(shua)紙(zhi)(zhi)(zhi);褐色(se)(se)(se)機(ji)(ji)(ji)械木(mu)(mu)漿(jiang)(jiang)多(duo)用于(yu)生(sheng)產包裝(zhuang)紙(zhi)(zhi)(zhi)和紙(zhi)(zhi)(zhi)板,特別是(shi)工業用紙(zhi)(zhi)(zhi)板。
  2.硫酸(suan)鹽木漿(jiang)(SULPHATEWOODPULP)
  硫(liu)(liu)酸(suan)鹽木(mu)漿是(shi)采用氫氧化鈉和(he)硫(liu)(liu)化鈉混合(he)液為蒸煮劑。在蒸煮過程中,因為藥液作(zuo)用比較和(he)緩,纖維未受強(qiang)烈侵蝕,故(gu)強(qiang)韌有力,所制成的紙(zhi),其耐折、耐破和(he)撕裂強(qiang)度極好。它一般可分(fen)為漂(piao)(piao)白和(he)未漂(piao)(piao)兩種(zhong)。未漂(piao)(piao)硫(liu)(liu)酸(suan)鹽木(mu)漿可供(gong)制造(zao)牛(niu)皮紙(zhi)、紙(zhi)袋(dai)紙(zhi)、牛(niu)皮箱(xiang)板(ban)(ban)紙(zhi)及(ji)一般的包裝紙(zhi)和(he)紙(zhi)板(ban)(ban)等。漂(piao)(piao)白硫(liu)(liu)酸(suan)鹽木(mu)漿可供(gong)制造(zao)高級印(yin)刷紙(zhi)、畫報紙(zhi)、膠版紙(zhi)和(he)書寫紙(zhi)等。
  3.亞硫酸鹽木(mu)漿(jiang)(SULPHITEWOODPULP)
  亞硫(liu)(liu)酸鹽(yan)木漿(jiang)是以亞硫(liu)(liu)酸和(he)酸性亞硫(liu)(liu)酸鹽(yan)的混(hun)合液為(wei)蒸煮劑。該漿(jiang)的纖維較長,性質柔軟,韌性好,強度(du)大,容易漂(piao)白,并有(you)極好的交(jiao)織能力。依其精制程度(du)可(ke)分為(wei)未漂(piao)、半漂(piao)和(he)漂(piao)白三種。
  未漂漿(jiang)因含少量木素(su)和有色(se)雜質,所以呈黃色(se),纖維也較硬(ying),多用于抄造中等印刷紙、薄包裝(zhuang)紙以及半透明紙和防油紙。
  半漂漿(jiang)中(zhong)含有大量的多縮戊(wu)糖(tang),因此抄造透明(ming)的描圖紙和仿羊皮紙等。
  漂(piao)白漿的(de)纖維潔(jie)白,質地純潔(jie)而(er)柔軟,但(dan)由于經過(guo)漂(piao)白處理,纖維強度低于未漂(piao)漿。此種漿多用以抄造各種高(gao)級紙。
  4.廢紙紙漿(WASTEPAPERPULP)
  廢(fei)紙紙漿系利(li)用使用過(guo)的(de)廢(fei)紙或印刷廠裁切下的(de)紙邊為(wei)原(yuan)料,經過(guo)機(ji)械力量攪拌并經漂白或脫墨處理而制(zhi)成的(de)。
  廢紙(zhi)紙(zhi)漿的(de)纖(xian)維強度(du)和性(xing)能,是廢紙(zhi)所(suo)用的(de)紙(zhi)漿種類決(jue)定的(de)。但(dan)是由于纖(xian)維再次遭受(shou)藥(yao)液侵蝕,或受(shou)機械力的(de)損傷(shang),所(suo)以較(jiao)原來纖(xian)維性(xing)質為(wei)差(cha)。根據(ju)廢紙(zhi)紙(zhi)漿原廢紙(zhi)的(de)質量高低,分別用于抄造印刷紙(zhi)、書寫(xie)紙(zhi)、紙(zhi)板及較(jiao)低檔的(de)紙(zhi)張。
  除上述介紹(shao)的幾(ji)種紙漿(jiang)(jiang)(jiang)外,還有稻草漿(jiang)(jiang)(jiang)、葦(wei)漿(jiang)(jiang)(jiang)、蔗渣(zha)漿(jiang)(jiang)(jiang)、竹漿(jiang)(jiang)(jiang)、棉漿(jiang)(jiang)(jiang)、麻漿(jiang)(jiang)(jiang)及合成紙漿(jiang)(jiang)(jiang)等。
  紙漿成分
  紙漿(jiang)中(zhong)(zhong)構成(cheng)(cheng)纖(xian)(xian)(xian)維的(de)主要(yao)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)為纖(xian)(xian)(xian)維素(su),另外還有不(bu)同程度的(de)半纖(xian)(xian)(xian)維素(su)、木素(su)、樹脂、色素(su)、果膠和(he)灰(hui)分(fen)(fen)等物質。其中(zhong)(zhong)纖(xian)(xian)(xian)維素(su)和(he)半纖(xian)(xian)(xian)維素(su)是紙漿(jiang)需要(yao)的(de)基本成(cheng)(cheng)分(fen)(fen),而(er)其它(ta)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)均屬除掉之列。
  紙(zhi)漿(jiang)主要性(xing)能指(zhi)標
  紙漿(jiang)的(de)性能(neng)指標甚多,概括起來可分(fen)為物理和(he)化(hua)學性能(neng)兩(liang)大(da)類。而(er)物理性能(neng)是判斷紙漿(jiang)價值的(de)重要指標,其中抗(kang)張強(qiang)度、耐(nai)破強(qiang)度和(he)撕裂強(qiang)度是進口(kou)紙漿(jiang)的(de)主(zhu)要考(kao)核指標。目前進口(kou)量較大(da)的(de)是漂白硫(liu)(liu)酸鹽木(mu)漿(jiang)、未(wei)漂硫(liu)(liu)酸鹽木(mu)漿(jiang)、漂白亞(ya)硫(liu)(liu)酸鹽木(mu)漿(jiang)和(he)機(ji)械(xie)木(mu)漿(jiang)。
  檢驗標準
  進口紙(zhi)漿檢(jian)驗主要包括(kuo)銷售重量檢(jian)驗和物理(li)性能檢(jian)驗,所涉及(ji)的檢(jian)驗標準(zhun)有(you)美國標準(zhun)(TAPPI)、國際(ji)標準(zhun)(ISO)、北歐(ou)標準(zhun)(SCAN)、澳大利亞標準(zhun)(APPITA)、加(jia)拿大標準(zhun)(CPPA)等。聲明:
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