基于漿內(nèi)加填、顏料涂布和表面疏水化處理的高黏附力超疏水紙的制備.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：S16101學(xué)位論文基于漿內(nèi)加填、顏料涂布和表面疏水化處理的高黏附力超疏水紙的制備指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：卞培文沈靜教授碩士2016年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專業(yè)：制漿造紙工程論文答辯日期：2016年6月授予學(xué)位日期：2016年6月答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：聾j厶櫛素大學(xué)摘要在制漿造紙工業(yè)中，基于微米級(jí)無(wú)機(jī)礦物粒子(如碳酸鈣、滑石粉和高嶺土)的漿內(nèi)加填和顏料涂布是傳統(tǒng)紙

2、品生產(chǎn)與加工工藝的重要組成部分，可顯著改善紙品性能，并可在一定程度上降低造紙成本。另外，對(duì)于多數(shù)紙種而言，疏水化(或施膠)是滿足印刷、書(shū)寫(xiě)和包裝等應(yīng)用場(chǎng)合使用要求的重要工藝。在傳統(tǒng)造紙工藝的基礎(chǔ)上，本課題提出了以漿內(nèi)加填、顏料涂布和表面疏水化處理為基礎(chǔ)將紙漿纖維轉(zhuǎn)化為超疏水紙的研究設(shè)想?；诒砻嫖⒂^粗糙度和低自由能表面在構(gòu)筑超疏水材料中的決定性作用，該設(shè)想的核心要素包括：(1)漿內(nèi)加填和顏料涂布可實(shí)現(xiàn)紙表面有效微觀粗糙結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑；(2)

3、表面疏水化處理(或表面旌膠)可創(chuàng)建低自能能表面，并可在一定條件下(如將疏水物質(zhì)／極性溶劑體系用于疏水化處理)對(duì)表面微觀粗糙結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，構(gòu)建表面分級(jí)微觀粗糙結(jié)構(gòu)。兩個(gè)核心要素的有機(jī)結(jié)合可有望實(shí)現(xiàn)紙表面疏水性的有效調(diào)控。在上述研究設(shè)想的基礎(chǔ)上，本課題以制漿造紙工業(yè)常用的微米級(jí)沉淀碳酸鈣粒子為填料或涂布顏料，以生物蠟(蜂蠟)和松香為疏水物質(zhì)，圍繞沉淀碳酸鈣加入量等關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)紙的疏水特性的影響進(jìn)行了研究。在漿內(nèi)加填和顏料涂布(浸漬涂布)的

4、基礎(chǔ)上，溶于乙醇的蜂蠟對(duì)紙的后處理可使水接觸角達(dá)到1530左右；當(dāng)將紙表面傾斜任何角度(甚至使其倒置)時(shí)，水滴始終不滴落，且緊緊地“釘”在表面上，呈現(xiàn)出顯著的高黏附力超疏水特性。在漿內(nèi)加填和顏料涂布(浸漬涂布)的基礎(chǔ)上，當(dāng)采用溶于乙醇的松香對(duì)紙進(jìn)行后處理時(shí)，水接觸角很小(遠(yuǎn)小于1500)，但基于硫酸鋁溶液的進(jìn)一步處理可使水接觸角達(dá)到1510左右，紙表面仍呈現(xiàn)出顯著的高黏附力超疏水特性。硫酸鋁與松香在紙表面的相互作用是水接觸角顯著增加的關(guān)