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造纸填料预处理方式对比分析论文

时间:2022-10-09 07:58:34 论文范文 我要投稿
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造纸填料预处理方式对比分析论文

  先量取3份1L填料试样,分别装入量筒中,并编号:1#为空白、2#添加0.4ml预处理剂4690、3#添加0.4ml预处理剂DEV210,分别检测填料颗粒直径大小d(v,0.5)(μm),优选预处理剂。再量取2#样2份各50ml,分别搅拌2、4min,然后检测填料颗粒直径大小d(v,0.5)(μm);取3#样4份各50ml,分别搅拌2、4、8、16min,然后检测填料颗粒直径大小d(v,0.5)(μm);取3#样2份各25ml,加水稀释到50ml,分别搅拌2、16min,然后检测填料颗粒直径大小d(v,0.5)(μm);取绝干芦苇浆2.2g各18份,分别加3ml助留剂P182,其中9份分别加填料1#样0.9~1.7ml,另9份分别加填料3#样0.9~1.7ml,搅拌均匀后抄片,同时检测滤液水浓度。采用成都精新粉体测试设备有限公司生产的JL-1166型激光粒度测试仪(湿法)进行检测。纸片抄制在陕西科技大学机械厂生产的纸样抄取器上进行,型号为ZQJ1-B-II,强度性能检测遵照国家标准要求进行。

造纸填料预处理方式对比分析论文

  1不同预处理剂效果的比较

  图1反映了55级填料GCC及填加2kg/ton预处理剂4690和DEV210后,颗粒直径大小分布情况。从图中可以看出,填料GCC细小颗粒较多,数量比例大,填料中添加预处理剂后,颗粒明显变大,且DEV210预处理效果较4690预处理效果要好。未处理的填料颗粒大小d(v,0.5)(μm)为4.8左右,4690预处理后增大为14.0左右,DEV210预处理后增大为86.4左右。填料经预处理后颗粒越大越好,由于细小填料比表面积较大,严重影响系统保留及其它化学品的消耗,因此DEV210预处理后的填料颗粒最大,最容易被保留,为此优选DEV210为预处理剂。

  2填料预处理剂后稳定性的比较

  图2反映了填料预处理后再进行搅拌时,颗粒直径大小变化情况。从图中可以看出,随搅拌时间增大,填料颗粒会重新变小,经DEV210预处理后颗粒大小优于经4690预处理后,同时随搅拌时间增大,经DEV210预处理后颗粒大小范围窄。经DEV210预处理后填料搅拌16min时,颗粒大小d(v,0.5)(μm)从86.4左右下降为30.2左右,经4690预处理后填料搅拌4min时,颗粒大小d(v,0.5)(μm)从14.0左右下降为11.3左右,说明经DEV210预处理后的填料絮团抗剪切能力强,稳定性更好。由于填料加入纸机湿部系统后会受到浆泵、压力筛等设备的剪切力作用,预处理后的填料颗粒虽变得较大,但经剪切后填料颗粒会重新变小,不过仍较未进行预处理的填料颗粒直径大几倍。

  3填料预处理后颗粒大小与浓度、时间的关系

  图3反映了预处理后的填料颗粒大小随搅拌时间不同而不同,同时随填料浓度的变化而改变。从图中可以看出,10%固含量的填料搅拌2min时,颗粒大小d(v,0.5)(μm)62.4左右,搅拌16min时,颗粒大小d(v,0.5)(μm)36.4左右;20%固含量的填料搅拌2min时,颗粒大小d(v,0.5)(μm)86.4左右,搅拌16min时,颗粒大小d(v,0.5)(μm)30.1左右,说明经DEV210预处理后填料颗粒大小与填料浓度成反比,与搅拌时间也成反比。填料预处理后浓度越小,抗剪切能力越强,在生产中填加填料浓度一般控制为12.5-15%较好,且尽可能在压力筛前加入,这样可缩短剪切时间,减少预处理后填料受剪切力影响的程度,使用效果会更好。

  4预处理与未预处理填料加填后成纸物理强度指标的比较

  图4反映了填料预处理后再加入浆料中,成纸物理指标变化趋势。从图中可以看出,吨填料中先添加2kgDEV210,在成纸灰分相同时,成纸撕裂指数变化不明显,但成纸纵向裂断长指标明显上升。例如,灰分为24%时,填料预处理与未预处理时成纸撕裂指数均为4.4kPa.㎡/g,而填料预处理后加填成纸纵向裂断长为4.1km,填料未进行预处理加填成纸纵向裂断长为3.7km,裂断长指标提高了0.4km。而灰分为27%时,填料预处理后加填成纸纵向裂断长为3.7km左右,说明在成纸物理强度指标接近的前提下,可以提高成纸灰分3%左右。采用填料预处理后能提高成纸强度指标的原因可能为:填料颗粒增大,特别是细小填料含量大量减少后,对纤维之间的结合影响减弱,同时预处理后填料颗粒虽变大,但颗粒柔软,容易附着在纤维上,从而达到提高纸张强度的目的。

  5预处理与未预处理的填料加填后首程留着率的比较

  图5反映了预处理与未预处理的填料加入浆料中,首程留着率的变化趋势。从图中可以看出,填料预处理后再加填,首程留着率将明显提高。例如,灰分为26%左右时,首程留着率为71.1%左右;预处理后填料加填,首程留着率为75.6%,提高了4.5%以上。填料经预处理后,填料颗粒,特别是细小填料颗粒粒径增大,更容易沉积在纤维上。在相同的填料加入量时,具有较高的保留率。

  综上实验可知,DEV210预处理后的填料颗粒最大,最容易被保留,抗剪切能力相对更强,为此后续实验选择DEV210为预处理剂;预处理后的填料粒径随搅拌时间和填料浓度的增加而降低,预处理剂加入条件需要考虑相应的影响因素;采用预处理后的填料加填,可提高填料的加入量,成纸灰分可提高(1~3)%,同时纸张强度指标变化不大;填料固含量越低,其预处理后颗粒增大效果越好,改善浆料滤水性能越好,且首程留着率可提高(3~5)%。总而言之,预处理后的填料在填料留着率及成纸性能方面有较大的提升。(本文作者:刘城镇、曾志国、黄毕林 单位:赤壁晨鸣纸业有限公司)

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