硅對(duì)苛化白泥碳酸鈣性能影響及其機(jī)理研究.pdf

1、草漿苛化白泥碳酸鈣（ CCC）由于硅含量高，其應(yīng)用性能受到影響，如與商品碳酸鈣（PCC）相比，其加填紙張白度較低；對(duì)造紙濕部微生物的生長(zhǎng)以及設(shè)備表面生物膜的形成有促進(jìn)作用；用于加填時(shí)導(dǎo)致 AKD施膠劑用量大，等等。針對(duì)這些問題，以往的研究主要集中在如何去除硅以及精制白泥碳酸鈣用作造紙?zhí)盍系确矫?，而硅?duì)于草漿 CCC的影響及機(jī)理鮮有研究報(bào)道。本文研究了硅對(duì)草漿CCC及其所加填紙張性能的影響，以期為草漿 CCC的回收利用提供理論指導(dǎo)。

2、>　　草漿堿回收綠液苛化反應(yīng)除生成碳酸鈣外，還伴隨有硅酸鈣的生成。通過 X衍射、SEM分析可見，無論硅含量多少，苛化生成的白泥碳酸鈣晶型均為方解石型，說明生成的硅酸鈣自身沒有產(chǎn)生聚合，形成晶體，而是 Si原子替代碳酸鈣中的部分 C原子，產(chǎn)生同晶替代作用。可是，由于 Si-O與 C-O鍵長(zhǎng)不同，隨著 CCC中硅含量的增大，草漿 CCC的形貌逐漸從規(guī)則的方形變?yōu)闊o規(guī)則形狀，其比表面積也從5.68m2/g增大到18.64m2/g，比表面積顯著

3、增加。不同硅含量的草漿 CCC均帶有負(fù)電荷，并且隨著硅含量的增大，草漿 CCC的表面負(fù)電荷量逐漸增大，當(dāng)硅含量從0.31％增大到6.40%時(shí)，CCC的表面負(fù)電荷量從0.60eq/g增大到1.94eq/g，增大了約200%。隨著硅含量的降低，草漿 CCC的平均粒徑大體呈先減小后增大的趨勢(shì)，但從粒徑分布來看，當(dāng)硅含量為0.31%，即除硅率最大時(shí)，草漿 CCC的粒徑分布與商品 PCC最接近。另外，隨著硅含量的降低，草漿 CCC的白度逐漸升高，

4、但升高幅度不大；草漿 CCC的吸油值隨著硅含量降低而逐漸降低；另外，草漿 CCC的沉降體積也隨著硅含量的減小而逐漸減小。
　　當(dāng)不同硅含量草漿 CCC用于紙張加填時(shí)，隨著 CCC中硅含量的降低，紙張的不透明度幾乎不變，白度略為升高；Cobb值則顯著下降，施膠效果明顯改善，當(dāng) CCC中硅含量降到3.20%時(shí)，紙張的 Cobb值為27.7 g/m2，達(dá)到了普通文化用紙的施膠度要求。撕裂強(qiáng)度隨著除硅率的提高逐漸上升，但抗張強(qiáng)度逐漸下降。

5、草漿 CCC與研磨碳酸鈣（ GCC）混合加填時(shí)對(duì)紙張的性能影響如下：在總加填量為20%的前提下，隨著草漿 CCC加入比例的增大，紙張的白度與不透明度逐漸升高，施膠效果逐漸變差，抗張強(qiáng)度逐漸增大，相反撕裂度逐漸減小。
　　我們還研究了草漿 CCC加填時(shí)硅對(duì) AKD施膠的影響機(jī)理。發(fā)現(xiàn)隨著硅含量增大，草漿 CCC對(duì) AKD的吸附量逐漸增加，并且草漿CCC的形貌逐漸趨于片狀無規(guī)則化，比表面積也逐漸增大，加大了AKD在 CCC上的吸附；隨