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阳离子瓜尔胶膨润土二元助留助滤剂在脱墨浆中的应用

发布日期:2015-07-17 11:56:56

阳离子瓜尔胶膨润土二元助留助滤剂在脱墨浆中的应用

瓜尔胶一种环境友好的天然高分子植物胶, 从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中 提取得到。近年来由于分离提取植物胶技术的提 高,瓜尔胶的种植,纯化,粉碎己经实现产业化,使这 一研究领域备受人青睐。自60年代以来美国、印度 等国对瓜尔胶作为造纸増强剂,助留助滤剂、絮凝 剂、施胶剂等领域进行了深入的研究。研究表 明:阳离子瓜尔胶综合性能优良:可以提高断裂强 度、Son结合、撕裂强度、纸张不透明性;提高细小 组分留着。国内天津科技大学陈夫山教授14-51领导 的团队也研究了阳离子瓜尔胶在硫酸盐木浆和卷烟 纸中助留助滤性能;最近用半干法合成阳离子瓜尔 胶,对废纸脱墨浆有良好的助留效果。所有这些研 究均针对阳离子瓜尔胶的一元体系,其特点如下:药 剂投加量偏大;在阳离子需求量较高的二次纤维中, 需添加硫酸铝作为阴离子捕集剂;在!PH值为7. 5-8 5范围内对细小组分和碳酸钙的留着很好,但对 纸页的强度提高不大。因此有必要研究阳离子瓜尔 胶的二元助留体系,以减少其在湿部的用量,并进一 步提高纸页的力学性能。

随着CHIG用量的増加,细小组分的 留着率上升。在用量为0 8%时达到最高81 2%, 比空白提高了 52 4%。CHPG加入废纸浆悬浮液 中,会首先吸附其中的细小组分,由于瓜尔胶和维素 分子结构相似,相互间的亲和力很强,甘露糖和半乳 糖上大量的羟基借助氢键和纤维素形成密切的复合 物,且柔性的羟丙基在悬浮体系中能自由运动,通过 季铵阳离子和纸浆羧酸负离子的电荷中和,大分子 的架桥絮凝和静电吸引作用使细小组分絮集, 提高了它们留着在网上的能力。但同时我们观察到 其单独使用时用量较大,成本较高,还达不到传统的 一些助留剂的效果。于是采用了 CHPG膨润土复合体系。
随着搅拌速度的不断提高,单 元体系和双元体系的细小组分留着率明显下降,这 是由于留着过程受到凝聚速度和解聚速度两方面的 影响,随着搅拌速度提高,解聚作用加强,造成留着 率下降。但由于双元体系形成絮聚体被剪切力破坏 后,在颗粒表面形成阳离子补丁,带负电的膨润土迅 速与其反应,又重新形成絮聚体。当转速从500r/ m in増加到1500r m in单元体系的细小组分留着率 降低了 45%,双元体系降低了 27%,所以膨润土提高了 CHPG的抗剪切能力,因而更加适宜高车速,高 湍流的现代化抄造工艺。
不同膨润土用量后与0 4%瓜尔胶对浆 料打浆度的影响。可以看出膨润土与CHPG可以明 显改善浆料的滤水性能,当用量为0.2%时,打浆度 为27°SR比只加CHPG下降了 8°SR这主要是单 独加瓜尔胶所形成的絮聚体大而疏松,对水有很好 的保留作用;而CHPG膨润土二元体系形成的小而 致密的絮聚体,亲水性差,故能进一步改善浆料的滤 水性能,降低浆料的打浆度。