硫酸鈣晶須因其具有強度高、成本低、無毒、節能與環保等特點,被用作增強劑并廣泛應用于許多領域,如橡膠、塑料、膠黏劑和建筑行業。
在造紙工業中,用廉價的無機纖維作為增強填料并部分代替木纖維,是研究人員的研究熱點。由于硫酸鈣晶須的高長徑比,盧振華等人將其加填于針葉木漿中,當加填量為30%時,可將紙頁的抗張指數、撕裂指數和耐破指數分別提高6.7%、1.8%和1.4%。因此,可將硫酸鈣晶須添加于紙張和紙板中,部分代替木纖維,而不降低紙頁強度,這不僅可以解決我國森林資源貧乏的問題,同時還可以解決廢石膏的再利用難題,應用前景十分廣闊。
然而,硫酸鈣晶須水溶性差,在抄紙過程中,會有一定量的晶須隨著白水流失,從而導致其留著率較低。例如,高琦等報道了晶須加填量為30%時,其留著率僅為35.26%,這就意味著有65%左右的晶須流失進入了白水循環系統,會在設備或者管道中惡性累積,從而造成設備的腐蝕和結垢,影響生產的正常運行。因此,要解決硫酸鈣晶須在造紙中的應用問題,首先必須對其進行改性以提高晶須的抗水性。
目前,用于硫酸鈣晶須表面改性的改性劑主要有磷酸鹽、殼聚糖、脂肪酸和脂肪酸鹽等。張迎等采用六偏磷酸鈉對晶須進行了改性,當加填量為15%時,其留著率可從8%提升至27%左右。廖夏林等采用殼聚糖對晶須進行改性,當加填量為50%時,其留著率可從5%提升至33%。高琦等采用磷酸鹽和淀粉對晶須進行二次改性,當加填量為30%時,其留著率可從35.26%提升至59.67%。
龐春霞等以硫酸鈣晶須(CSW)為原料,采用磷酸和氯化鎂對其進行表面改性處理,并對比分析了改性晶須和傳統造紙填料(碳酸鈣和滑石粉)在造紙中的加填效果,結果表明:
?。?)以硫酸鈣晶須為原料,利用磷酸和氯化鎂對其進行表面改性,通過正交實驗得出優化工藝條件:氯化鎂用量為30%,改性pH為9.0,改性溫度為60℃,改性時間為20min。
(2)在優化工藝條件下,所得改性晶須的溶解度可由原晶須的0.25%降低至0.02%,留著率可由24.5%提升至78.4%。將晶須改性后加填,可在一定程度上提高紙頁的白度、不透明度。當紙頁中填料含量介于5%~25%時,改性晶須的加填效果比傳統造紙填料(碳酸鈣和滑石粉)的加填效果更好。
資料來源:《龐春霞,任毅,劉春,等.硫酸鈣晶須的改性及其在造紙中的應用[J].四川輕化工大學學報(自然科學版),2021,34(06):27-33》,由【粉體技術網】編輯整理,轉載請注明出處!
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