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高得率浆细小纤维留着率研究

发布日期:2015-06-04 10:48:15
抄纸过程中纸浆中细小纤维组分的存在,可以节约长纤维原料,降低生产成本, 提高经济效益。高得率浆中细小纤维的尺寸比纤维和网孔的尺寸要小得多,实际生产 中,细小纤维的留着率一直是一个比较棘手的问题,大量的细小纤维在纸机的网部随 着纸页的脱水进入纸机的白水中,而且极难回收。抄纸过程中细小纤维的低留着率对 研究细小纤维的染色性质带来了一定的困难[4448]。
2.2实验原料和仪器
2.2.1试验原料
杨木BCTMP:取自华泰集团,水分含量为65%,原浆打浆度为25°SR,湿重为2.3g。 针叶木BCTMP:取自华泰集团,水分含量为23.4%,原浆打浆度为32°SR,湿重为9.4g。 (实验时,两种浆按杨木BCTMP:针叶木BCTMP=1:2的比例混合)
自制阳离子瓜尔胶(CGG),粘度1480mPa.s(l%水溶液),取代度0.112,室温下搅 拌即完全溶解9
自制改性膨润土。
去离子水。
2.2.2试验仪器
2100AN实验室浊度仪,Mil70台式电导率仪,PH-10笔式PH测试仪,动态滤水测 定仪(DDJ), SZP-06型ZETA电位仪,纤维解离器,打浆度仪。
2.3实验步骤和方法
2.3.1标准曲线的建立
将实验浆样在750r min'1搅拌速度下,在动态滤水仪(DDJ)中过滤,过滤网为200目 镍网,将滤得细小组分收集,配制成各种浓度的试样,用浊度仪测量其浊度。浊度与其 对应以试样浓度为横坐标浊度为纵坐标作图,可得其标准曲线。
2*3.2留着率的测定
细小组分留着率是指浆料通过造纸网留在纸页上的细小组分与浆料中总细小组分 的百分比。通过浊度仪和DDJ配合使用来测定细小组分留着率,计算公式:
细小组分留着率=(1 一滤液浓度/试样浓度)X 100%
2.4实验结果与分析
2.4.1CGG单独使用时的用量助留作用影响
图2-1阳离子瓜尔胶用量对细小组分留着率的影响
由图2-1看出随着阳离子瓜尔胶(CGG)用量的增加,细小组分的留着率逐步上升。 当用量为0.4%时浆液中与纤维素等相互作用的瓜尔胶达到饱和,此时细小组分留着率 也出现最高值80%,以后趋于平缓。这是因为,阳离子瓜尔胶(CGG)的经基与纤维素上 隨基以雛娜式紧細结合在-起,舰过静电引力的細麵雜巾带负电的细 小组分,以瓜尔胶分子为中心产生絮集_],形成大的集团,减少了细小组分的流失。 虽然阳离子瓜尔胶(CGG)单独使用时的助留效果明显,但是用量较大,考虑到成本因素 釆用阳离子瓜尔胶(CGG)与改性膨润土二元体系。、
2.4.2CGG/改性膨润土用量对助留作用的影响
一图2-2改性膨润土用量对细小组分留着率的影响
图2-2显示的是在高得率浆中加入固定用量为〇.25%的阳离子瓜尔胶(CGG)与不同
用量的改性膨润时系统细小组分留着率的变化曲线。曲线反映出随着改性膨润土用量的 增加细小组分留着率随之提高,当改性膨润用量为〇.2%时出现最大值81.4%,比单独 使用隨子瓜嫌(CGG)时有臟冑。酬二;^体雜应赃随瓜嫌腿的同时也 提高了助留效果。但当改性膨润土用量进一步增加时细小组分留着率并没有一直提髙, 反而开始下降,这一现象的出现可以结合系统Zeta电位的变化做出解释。
图2-3为改性膨润土单元体系和CGG /改性膨润土二元体系对浆料系统Zeta电位影 响的比较。可以看出改性膨润土单独使用时系统的Zeta电位随着膨润土用量的增加不断 下降,这与膨润土化学性质是相符合的。在二元体系中,浆料的Zeta电位随改性膨润土 用量的增加先上升后下降,在膨润土用量为0. 2%时达到最大值50mV,由于在改性膨润 土添加初期,系统中存在大量的阳离子微粒,能够迅速的被吸附在改性膨润土表面并与 其他阴离子杂质发生桥连絮集,控制和中和了系统中的阴离子含量。根据高分子聚合物 的桥联絮凝理论,高分子聚合物引起颗粒絮凝时都有一个最佳的加入量,此时髙分子聚 合物在固体颗粒表面的架桥机会最多絮凝效果最好,超过此值时胶体颗粒重新分散,絮 凝效果下降[5(M2]。这就是二元体系中,浆料的Zeta电位变化的原因,也印证了图2-2的 结论。
随着pH值的提高二元体系和单元体系对细小组分的留着率都有 所提高,说明两种体系都比较适合于中碱性环境,虽然如此,还是可以看出二元体系在 任,pH值环境下都明显优于单元体系,在pH值为4.5到9的范围内CGG /改性膨润土 二元体系的最低细小组分留着率是77%,最高为84%;而单元体系分别为55%和73%。 分析可能原因是单元体系主要通过电荷中和引起细小组分絮聚产生助留作用。邱值的改 变能够使浆料的电荷分布情况发生变化,影响电荷分布从而影响CGG助留能力[58>60]。上
面提到二元体系除了静电吸引作用外,更主要是桥架作用,所以其更能够抗pH鋪干 扰。
2.4.5电导率对CGG/改性膨润土二元体系助滤作用的影响
由图2-6可以看出电导率从1000um/cm上升到6000um/cni的过程中,单元体 系的细小组分留着率从70%下降到40% ,降低了 30%;双元体系的细小组分留着率从 80%下降到68% ,降低了 12%,其下降率明显低于单元体系。这是因为浆料中存在的 无机盐离子和金属离子的不断积累,引起了离子聚合物与纤维之间的静电作用降低,减 弱了系统细小微粒的絮聚效果。但是在二元体系中,足够的改性膨润土为系统提供了一 定的负电荷,使得CGG分子与其吸附架桥的几率相对增加,缓和了留着率下降趋势。
 
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