填料基本特性对留着和成纸强度的影响_唐泽燕
填料对塑料的加工性能以及材料性能的影响
填料对塑料的加工性能以及材料性能的影响填料对聚氯乙烯塑料加工性能以及材料性能的影响基本上符合填料对大多数塑料影响的一般规律。
1填充塑料的加工性能填料对塑料加工性能的影响主要体现在对熔体粘度的影响和熔体弹性(或刚性)的影响。
众所周之,包括大多数塑料在内的热塑性塑料。
聚合物只有达到粘流态才能进行成型加工,聚合物处于粘流态流动并发生形变的行为称之为高聚物的流变行为。
在通常的成型加工过程中,处于粘流态的高聚物的流变行为属于非牛顿液体,即在τ=ηγ式中,表观粒度η不再是一个常数,它仅仅是在测定该流体流动时所施加的剪切应力τ和当时所发生的剪切速率的比值。
我们所关心的是在加入填料以后,填充塑料体系的流变性能发生什么变化以及采取何种相应措施确保成型加工顺利进行。
填料对填充体系影响最显著的是熔体的粘度。
EinStein研究填料浓度对填充体系粘度的影响时给出如下方程式[3]:η=η1(1+Kgυ2)式中η1填料时的体系粘度;υ2为填料粘度;Kg依球状、纤维状、单轴取向填料不同而取不同值,该式均适用于不同形状分散相粒子浓度较低时的情况,当浓度高时还需对方程式加以修证。
分散相的几何形状对填充体等粘度的影响是明显的,对于同样长径比的填料,片状填料对填充体系的影响甚至高于纤维状填料。
填料的粒径越小,在同样浓度(质量分数)时,填充体系的粘度越高,而且粒径越小,相互之间越易聚集在一起,呈聚集态的填料对填充体系的流动性是不利的,见图。
图中曲线1、2、3分别代表多个填料颗粒聚集在一起三个填料颗粒聚集在一起和填料以单个颗粒形式分散在基体中的情况。
填充体系中填料的体积分数由图可知,在同样体积分数时,呈聚集态的填料对应的填充体系粘度高于聚集程度轻微的或以单个粒子形式存在的填料对应的填充体系粘度。
由此可以看成对填料进行表面处理,降低其表面能,对于填料在基体塑体中的分散和减小因加入填料使填充体系粘度的上升都是非常必要的。
总之,为了使填充体系有较好的加工流动性,我们应采用较高的剪切应力,较高的加工温度,同时应尽可能对填料表面进行适当的处理,并加人相应的助剂,以利于填料在基体塑料中的分散,使填充体系加工过程中处于较低的剪切粘度。
加填对纸张性质的影响:(造纸湿部化学)
一、加填对纸张性质的影响:填料与纸浆纤维无论是在结构形态还是在物理与化学性质上都存在着巨大差异,当填料与纤维和其他纸料组分一起形成纸张时,会对纸张的性质产生影响。
这种影响既可能来自填料本身的性质,如粒度小、密度和硬度大、较高的折射率,也可能来自加填对纤维间结合的不利影响和对各纸料组分在纸张中分布与作用的影响。
1、填料在纤维网络中的分布和对纸张强度性质的影响纸张是由纤维交织而成的网络,填料和其他纸料组分分布其中。
填料在纤维网络中可有3种不同的存在形式。
填料可能仅仅填充在纤维网络的空隙中,与周围物质无相互作用,但这种包埋在纤维网络中的填料仍可改善纸张的光散射性能。
如果填料较薄且扁平地壤嵌在纤维间,纸张的机械性质和光学性质都不会受到影响,但这是一种极特殊的情况,因为这需要纤维和填料紧密接触并产生很强的结合力。
一般的填料在纤维网络中会破坏纤维间的结合,作为膨胀剂嵌埋在纤维网络中,使纤维网络膨胀,从而导致纸张厚度和光散射能力的增加,纤维间结合强度降低。
少量加填时,由于填料对纤维间结合的不利影响,可提高纸张的松厚度。
但由于填料的密度通常高于纤维,在加填较高时,如果纸张定量不变,随填料量的增加,纸张的松厚度降低,结果纸张在某一低加填量下获得最大厚度。
填料的粒径、颗粒形状也会影响纸张的厚度,块状填料比片状填料加填的纸张厚度大。
在柔韧的纤维网络中混入刚性的填料粒子,压光时会产生不可逆的变形。
纸张的强度性质取决于纤维间的结合,加填后,由于填料不能与纤维形成有效的结合或填料妨碍了纤维间的结合,使得纸张强度下降。
加填后纸张强度的降低还可能源于纸张的裂纹和孔隙产生的应力集中现象。
若定量不变时增加加填量,由于单位体积内的纤维含量减少,也会导致强度下降,填料粒子的粒径越小,强度下降越明显。
块状填料比扁平状填料对强度的影响更大。
加填对纸张撕裂度的影响取决于纤维间的结合程度。
但与抗张强度相比,加填对撕裂度的影响较小。
用打浆度较高的化学浆抄成的纸,由于纤维间的结合很好,填料用量较高时,撕裂度也未必下降,低填料用量甚至可提高撕裂强度。
填料特性对聚酰亚胺复合材料摩擦学性能的影响
复合材料学报第23卷 第3期 6月 2006年A ct a M ateri ae C om p o sit ae Sini c aVol 123No 13J une2006文章编号:10003851(2006)03004905收稿日期:20050725;收修改稿日期:20051114基金项目:江苏省材料摩擦学重点实验室开放基金项目资助(kjsmcx04001)通讯作者:黄 培,教授,研究方向为功能高分子材料 E 2mail :phuang @填料特性对聚酰亚胺复合材料摩擦学性能的影响陈震霖,朱 鹏,王晓东,黄 培3(南京工业大学化学化工学院,南京210009)摘 要: 采用不同特性玻璃质刚性填料(玻璃纤维、玻璃纤维粉、5μm 和20μm 玻璃微珠)填充改性热塑性聚酰亚胺(TPI ),利用MPX 22000摩擦试验机测定了干摩擦、水润滑和油润滑条件下材料的摩擦磨损性能,考察了不同形态、尺度填料的影响,用扫描电子显微镜(SEM )观察磨损表面形貌,分析材料磨损机理。
结果表明,大尺寸填料的单位个体与基体的界面面积和结合强度大于小尺寸填料,其磨损率比小尺度填料的材料低。
在水和油起到良好冷却作用后,球形颗粒易出现应力集中,疲劳裂纹向四周扩展、交汇,产生疲劳磨损,其程度随颗粒尺寸增大而提高,表现为20μm 玻璃微珠填充材料磨损率最大。
关键词: 聚酰亚胺;复合材料;摩擦磨损;玻璃填料中图分类号: T H11713 文献标识码:AE ffects of properties of the f illers on the polyimide composite tribological behaviorsC H EN Zhenlin ,ZHU Peng ,WAN G Xiaodong ,HUAN G Pei 3(Chemistry and Chemical Engineering Institute ,Nanjing University of Technology ,Nanjing 210009,China )Abstract : Thermoplastic polyimide (TPI )composites modified by rigidity glass fillers ,such as glass fiber ,glass fiber powder ,5μm and 20μm glass beads ,were prepared by hot 2pressing.The material tribological performances were measured by MPX 22000tribo 2tester ,and the effects of the fillers properties ,such as shapes ,size and f riction conditions including dry sliding ,water and oil lubrications ,were also investigated.Based on the micro 2profile of the worn surface observed by SEM ,the wear mechanism was determined.The result indicates that the bigger fillers have more interfaces and bond strength with TPI ,and have a lower wear rate.The water and oil can cool the system effectively ,and spherical particles will cause the stress concentration easily ,which can induce fatigue wear by exten 2ding and crossovering of fatigue cracks.The degree of wear increases with increasing the filler size ,so 20μm glass bead filled TPI composite has the highest wear rate under the water and oil lubrication.K eyw ords : polyimide ;composite ;f riction and wear ;glass filler 热塑性聚酰亚胺(TPI )作为高性能工程塑料,以其优异的力学性能、自润滑性能、耐辐射性能及加工性能,常被应用于各种高温、高压等苛刻环境下,并在摩擦学领域获得了广泛的应用[1]。
填料对纸张性能的影响
常用 的填 料有 : 高 岭土 、 二 氧化钛 、 碳 酸钙 及 滑
石粉 等 。
填 料可 改善 纸张 的不 透 明度 , 填 料一 般具 有较 高 的折 射率 , 经过 处 理 的填 料 颗 粒 比较 小 、 比 表 面 积 较大 , 利 于光线 的漫 射 和 对 纤 维 的 吸 附 , 能有 效
高岭 土是 一种 非 金属 矿产 , 是一 种 以高 岭石 族
黏 土矿物 为 主 的黏土 和黏 土岩 。总体质 量优 良 , 价
降低纸 张 的透 明度 。 提 高纸 张 的亮 度 , 一 般 填 料 的亮 度 都 比较 高 , 可达 9 0 以上 , 高 于纸 浆 的亮 度 , 能 提高 纸 张 的亮
然 后逐 渐趋 于平 稳 ; 即 过 度 增 加 加 填 率 不 透 明度 不
—
填 料 对 纸 张 性 能 的 影 响
会再 增 加 。
着 于湿纸 页 的过程 中 , 动 电效应 往往 比机 械力 的作
用更纸 张 亮度 的 影 响
纸 浆和 填料 种 类 一 定 时 , 纸 浆 打浆 度 低 时 , 加 填使 纸 张亮 度降 低 , 纸浆打浆度高时 , 加 填 使 纸 张 亮度 提 高 。可能 与 打 浆 改变 了植 物 纤 维 与 填 料 颗
吸附在一 定 程度上 降低 了纤 维 与纤维 的聚合力 , 通
常 在加填 量 不 超 过 1 0 ~1 5 时, 对 施 胶 和 纸 张
强度 影 响很小 , 加 填量 大降 低就 多一 些 。
掉粉 , 填料 多 的纸张 , 在 压光 、 复卷、 印刷机上 会 掉粉 , 含机木浆多或含水分 低的纸张 , 掉粉会 严重些 。
碱性施胶情况下 , 使 其使用 范围受 到限制 。 滑石 粉 , 亮度 9 0 9 / 6 ~9 1 , 粒度 1 ~1 O “ m, 密度 2 . 7 5 k g / m  ̄ 。成本低廉 , 适用 范围广 , 被广泛使用 。
填料的影响——精选推荐
填料对PVC 管材生产的影响及解决方案作者:新疆屯河节水科技有限公司 王建国填料虽然只占PVC 管材配方的很小一部分,但对提高PVC 管材的性能和质量发挥着重要的作用,而且会对PVC 管材生产的各个环节产生很大的影响。
因此,填料增加后应及时调整润滑体系予以平衡,否则会对PVC 管材的生产造成极大的破坏作用。
填料又称填充剂,是一类添加到塑料中能增加体积、降低制品成本的物质。
填料不但降低了塑料制品的生产成本,提高了树脂的利用率,同时也扩大了树脂的应用范围,而且一些填料的应用还可赋予或提高管制品某些特定的性能,如尺寸稳定性、阻燃性、电气绝缘性、防粘性、不透明性和刚性。
有些填料还能提高管材的拉伸强度和冲击强度。
本文以采用了碳酸钙填料的、用于110规格管材的0#~4#配方(各配方的配比情况如表中所示)为例,通过6项测试实验来讨论在管材生产过程中填料是如何影响PVC 管材生产的,并就其中出现的各种问题提出了相应的解决方案。
填料对PVC 管材生产的影响1、 混料工艺在PVC 管材配方中增加填料后,首先会对混料电流造成较大影响。
如图1所示,在混料初期,0#~4#配方样品中的混料电流值差较小。
在55℃~65℃之间,各配方的电流值差为5A ,当混料温度上升至65℃~75℃时,混料电流值差只有2 ~3A 。
这是由于在此温度范围内,配方中的外润滑剂开始溶解,发挥润滑作用,从而使电流保持在一定范围内。
随着混料温度不断升高,混料电流呈现较大的差异,且填料含量越高,混料电流相对越低。
这表明填料比例增加后,由于润滑剂的润滑作用,使其具有较低的切导热系数,从而极大地降低了物料与混料机桨叶之间的摩擦热,并同时降低了马达的负载,导致混料电流呈下降趋势。
图1 填料对混料电流的影响如图2所示,随着填料含量的增加,混料时间呈上升趋势。
增加1倍的填料,混料时间可延长22%左右。
这也与混料电流下降相对应,当电流值为67 ~76 A时,混料电流处于一个较低的曲线,而增加改质剂后,降低了物料混合过程中的摩擦热,同时由于高混锅排料温度的升高,延长了混料时间,从而为配方中各组分提供了充分的混合时间,显著提高了PVC树脂的包覆效果和干混料的混合均匀性。
填料对弹性体补强影响诸因素的探讨
溴化十六烷基三甲基铵,简称 CTAB)的水溶液来测 定。溶液的优点在于,它不会被吸附于聚合物链, 也无法进入埃(Å)级尺寸的聚集体微孔中。表面 积的另一种常见测定方法是碘吸附法,这种方法 虽然相当简单,但是其准确度比较差,结果会受 填料表面化学性质的影响。结构通过测定内部孔 隙体积来评估,通常是借助炭黑原样的二丁基邻 苯二甲酸(DBPA)吸收值或压碎和筛选后炭黑粒子 的邻苯二甲酸二丁酯(CDBP) 吸收值进行评估。粒 子表面积和结构决定了有多少橡胶被填料“锚 定”。炭黑的表面是存在缺陷的石墨层,碳原子 在外露的边缘含有 C=O 和 C-OH 基团,其形式为醌 基、酚基、羧基和酮基等。在惰性气氛中将炭黑 加热至高温(≥2 700℃)可去除氢和氧;聚合物链 不会与这样的石墨化炭黑反应或被化学吸附。
分散是纳米粒子利用率的一个普遍问题。碳 纳米管、石墨烯、纳米金刚石以及改性硅酸盐均 具有提升性能的潜力,已经针对它们在橡胶材料 中的应用开展了大量的研究。不过,高表面积和 大表面能可以促进粒子的聚集。实验室研究依赖 于溶剂、超声波、冷冻-干燥、化学处理等分散方 法,但这些方法均不适合进行经济合算的扩大应 用。在橡胶工业中开发纳米填料的关键是克服这 种分散问题。
第6期
朱永康.填料对弹性体补强影响诸因素的探讨
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ASTM 品种 N110 N220 N330 N339 N351 N550 N660 N762 N990
缩略语 SAF ISAF HAF FEF GPF SRF MT
表 1 典型炭黑的性能
粒径/nm
聚集体尺寸/nm
17±7
54±26
21±9
65±30
28
现代橡胶技术
2019 年第 45 卷
近来的发展趋势之一是采用有机改性的层状 硅酸盐矿物(粘土)。这种材料的成本相对较低, 且已在很多聚合物中作为补强填料进行了研究。 性能的提升需要插层(聚合物链借此扩散入层状 廊道)或者剥落——在这种情况下,硅酸盐层的 分离产生了纳米级厚度的片状物,分散于聚合物 中。这种“纳米粘土”是一种二维填料,类似于 石墨烯。纳米粘土的分散状态可以从硅酸盐 d-间 隙(缺少预示剥落的衍射峰)的 X 射线测量推断出 来。虽然有机改性粘土的性能提升和成本相对较 低颇具吸引力,但诱导插层或剥落却是一个可怕 的问题,对于非极性聚合物来说尤其如此。
填料物理性质对环氧树脂砂浆性能的影响
2 填料的物理性质
可作 为环氧 树脂砂 浆填料 的材料 有很 多种 , 而填 料
的物 理性 质 有 很 多 , 括 密度 、 粒 尺 寸 、 粒 表 面形 包 颗 颗 亦使得它 能适用 于 多种 成型 工艺配 制成 不 同配方 , 而且 态 、 孔隙率 、 颗粒形 状 、 比表面积 、 硬度 等等 , 本文 主要选 调节 粘度 范 围大 , 因而 能适 应 于不 同的 生产 工 艺 , 6 环 J 取其 颗粒尺 寸 、 形状 以及 比表面 积来进 行论述 。 氧 树脂砂 浆就是其 中典型 的一 例 。 环氧 树脂砂 浆是 以环 氧树 脂为 主要 成分 , 掺入适 量 固化剂 、 塑剂 、 释 剂及 填料 作 为胶 粘 剂而 组 成 的一 增 稀 种 复合材 料 。这种 砂浆具 有 良好 的振动和 易性 , 而且 强
广东 建材 21 年第2 00 期
研究与探讨
填料物理性质对环氧树脂砂浆性能 的影响
陈钊庭 1 郭文瑛 黎华朝 郭伟 杨 医博 ( 1华南理工大 学土木工程系) 2华南理工大学亚热带建筑科学 国家重点实验室) (
摘 要 :环氧树脂砂浆的力学性能优越, 在建筑领域得以广泛应用, 同时也由于环氧树脂砂浆的价
环氧 树 脂 是指分 子 结 构 中含有 两 个或 两 个 以上 环 氧 基 的高分 子化 合物 , 根据 其 结构 上 的差 异 , 分为双 可 酚 A型环氧树脂 、 脂肪 族环氧 树脂 、 酚醛 环氧 树脂 、 脂环
使 用寿命 等等 ; 同时, 加入大 量廉价 的填 料 , 可使 得环 亦 氧 树脂 的用 量下 降 [ 1, 1 8 从而 使环 氧树 脂砂 浆 的总 体价 7] ,
格 得到 降低 。 因此 , 究环氧 树脂砂 浆 中掺 入 的填料 , 研 无 论 是对提 高环氧砂 浆 的力学性 能 , 是对 降低环 氧树脂 还
填料改性对聚合物体系粘度影响调研报告
填料改性对聚合物体系粘度影响调研报告通过填料改性可以降低聚合物体系的粘度。
其中的主要改性方法是表面有机包覆改性,即利用有机表面改性剂分子中的官能团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性,这类化学试剂包括偶联剂和其它改性剂。
其它改性方法包括对填料掺杂处理。
1有机包覆改性1.1偶联剂改性1.1.1硅烷偶联剂改性文献1以不饱和聚酯改性环氧树脂为基体,采用油溶性硅烷偶联剂表面改性后的金刚石、碳化硅和氧化铝微粉为填料分别制备高导热绝缘漆。
硅烷偶联剂用量为填料的0.5-1.0 wt%,改性方式为填料和偶联剂在丙酮中加热超声混合。
经硅烷偶联剂改性的碳化硅与绝缘漆的亲和作用最强,填料与绝缘漆的界面结合强度最大,粘度最小;金刚石由于表面非极性,易被非极性的绝缘漆润湿,效果次之;氧化铝填料与绝缘漆的亲和作用最弱,填料与绝缘漆界面结合强度最小,所以其绝缘漆的粘度最大。
由此可知,通过粘度可判断填料与绝缘漆的亲和作用强弱,进而判断出填料与绝缘漆界面结合强度的大小1。
文献2使用胶料、白炭黑和偶联剂Si69三段混炼,发现随着偶联剂Si69用量的增大,混炼胶的门尼粘度峰值、门尼粘度及松弛面积(60s)逐渐减小,说明增大偶联剂Si69用量能够减少白炭黑填料间聚集,提高聚合物与填料的相互作用,改善白炭黑胶料的加工性能;仅仅添加占白炭黑用量2%的偶联剂Si69就能使混炼胶的门尼粘度从160 ML(1+4)100°C,大幅下降至120ML(1+4)100°C2。
文献3使用硬脂酸(C18H36O2)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基),三种硅烷偶联剂分别对Al2O3(5μm)进行球磨改性3。
改性后的Al2O3被填充在乙烯基硅油中。
使用乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)偶联剂改性Al2O3的体系粘度下降最为明显,粘度随偶联剂添加量先迅速下降,再保持平衡,最佳添加量为0.3wt%,体系粘度由10400MPa·s快速下降至5850MPa·s,下降44%。
聚合物-填料和填料-填料相互作用对填充硫化胶动态力学性能的影响( 续3)
聚合物2填料和填料2填料相互作用对填充硫化胶动态力学性能的影响(续3)王梦蛟(Cabot Corporation,Billerica Technical Center) 中图分类号:TQ330.38 文献标识码:A 文章编号:100628171(2001)0120038207(接上期)13 填料并用对动态性能的影响(白炭黑与炭黑并用,无偶联剂)W估计出,该热力学过程示图29 在填料并用体系中与重聚过程有关的能量变化与填料附聚过程中粘合能的推导类似[见公式(32)~(36)],人们直接可得到:W=2[(γd f1)1/2-(γd f2)1/2]2+2[(γp f1)1/2-(γp f2)1/2]2+2[W h f1+W h f2-2W h f1f2]+ 2[W ab f1+W ab f2-2W ab f1f2](43)式中,γd为填料表面能的色散分量,γp为源自分子间偶极2偶极和诱导偶极相互作用的极性分量,W h为氢键作用形成的粘合能,W ab为酸2碱相互作用形成的粘合能。
f1和f2代表填料1和2,f1f2为填料1和2的相互作用。
这个公式表示一种弹性体填充两种不同填料时,只有在两种填料在强度和性质两方面具有完全相同的表面能特性,即γd f1=γd f2,γp f1=γp f2,W h f1= W h f2=2W h f1f2和W ab f1=W ab f2=2W ab f1f2,进而ΔW =0的条件下,两种填料才会在聚合物母体中形成随机联合填料网络。
只有在两种填料由于氢键作用W h f1f2、酸2碱相互作用W ab f1f2和/或其它极性相互作用形成的粘合能足以补偿相同填料间粘合能而导致ΔW<0的条件下,这两种填料才会在聚合物母体中优先形成联合填料网络。
这些条件是难以满足的,对诸如炭黑和白炭黑等橡胶通用的填料尤其如此,故人们通过直观推理估计最有可能形成两种填料网络或两种不同填料附聚体的混合物,至少从热力学观点上看是如此,因为ΔW通常是正的。
CaCO_3_细小纤维复合填料对纸张物理性能的影响
・复合填料・作者简介:冯 春女士,在读硕士研究生;研究方向:特种纸与加工纸制品。
CaCO 32细小纤维复合填料对纸张物理性能的影响冯 春 陈 港 柴欣生 方志强(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640)摘 要:研究了CaCO 32细小纤维复合填料对纸张内结合强度、抗张强度、白度、不透明度、透气度的影响。
结果表明,与商品PCC (沉淀CaCO 3)相比,CaCO 32细小纤维复合填料使纸张具有更高的白度、不透明度、内结合强度和抗张强度,但使纸张透气度降低,接近于空白样。
关键词:复合填料;CaCO 3;纸张物理性能中图分类号:TS727 文献标识码:A 文章编号:02542508X (2010)022******* 收稿日期:2009209209(修改稿)Effect of CaCO 32f i ber F i n es Co m posite F illers on the Paper Properti esFE NG Chun 3 CHEN Gang CHA I Xin 2sheng F ANG Zhi 2qiang(S tate Key L ab of Pulp and Paper Engineering,South China U niversity of Technology,Guangzhou,Guangdong Province,510640)(3E 2mail:fengchun0421@yahoo )Abstract:I n this paper,the effect of calciu m carbonate 2fiber fines composite fillers on paper p r operties was investigated .The results showed that the composite fillers are much better than the commercial p reci p itate calciu m carbonate (PCC )in i m p r oving internal bonding,tensile strength,brightness and opacity of the paper .It als o showed that the composite fillers have s ome negative influence on air per meability,when compared with the blank samp le .Key words:composite fillers;calciu m carbonate;paper physical p r operties 目前,纸张发展的趋势是低定量和高质量,但纸张定量的降低势必会影响其不透明度,对纸张进行加填可以克服这一缺陷,还可以改善纸张性能,且使用价格便宜的矿物颜料替代纤维原料,可以有效降低成本。
填料的种类及其特性
➢ 种类、规格、材质 ➢ 分离要求,物料性质,填料性质
比表面积大、空隙率大、润湿性能好、单位体积 填料的重量轻、造价低、机械强度高
▪ 3、填料的性能
▪ 比表面积 空隙率 干、湿填料因子)
填料因子=/ (有
物及人工合 成的有机材料(如再生纤 维素、合成树脂等)制成。
即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠,液体分布较均匀。矩鞍填料一般 采用瓷质材料制成,其性能优于拉西环。目前,国内绝大多数应用瓷拉西环的 场合,均已被瓷矩鞍填料所取代。 金属环矩鞍填料
(6) 金属环矩鞍填料 环矩鞍填料(国外称为Intalox)是兼顾环形和鞍形 结构特点而设计出的一种新型填料,该填料一般以金属材质制成,故又称为金 属环矩鞍填料。环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体,其综 合性能优于鲍尔环和阶梯环,在散装填料中应用较多。 球形填料
▪ 1、 填料类型
➢ 1)分类 ➢ (1)按结构
实体填料:环形、鞍形、栅板、波纹板 网体填料:鞍形网、网、波纹网
➢ (2)按装填方法
乱堆填料 整砌填料
➢ 2)散装填料 ➢ 3)规整填料
➢ 4)填料材料
陶瓷,金属,塑料
➢ 5)填料因子
与填料的类型、尺寸、材质、装填方式有关 与气、液物性,操作条件有关
拉西环 (1)拉西环填料拉西环填料于1914年由拉西(F.
Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气 液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少 应用。 鲍尔环
(2) 鲍尔环填料是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上开 出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一 侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭。 鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率, 气流阻力小,液体分布均匀。与拉西环相比,鲍尔环的气体通量 可增加50%以上,传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较 广的填料。
造纸填料对聚酯成形网磨损影响
江苏造纸JIANGSU ZAOZHI2020年9月第3期(总第140期).27 •造纸填料对聚酯成形网磨损影响梁方圆1侯贺伟1陈玉婷1朱文远张辉1吴波2周积学2叶平2(1.南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京,210037;2.江苏金呢工程织物股份有限公司,江苏海门,226114)摘要研究了造纸填料的农度、物性和体系pH值对聚酯成形网磨损的影响,同时也探讨填料对不同聚酯成形网网型磨损的影响。
造纸填料來度的增加加剧聚酯成形网的磨损,随着填料浓度的增加,聚酯成形网磨损量先急剧后减缓。
造纸填料物性对聚酯成形网的磨损影响较大:粒径越小,磨损越轻;粒径分布越广,磨损越重;形态表面光滑无棱角,则减轻磨损;硬 度对聚酯成形网也有一定影响,但影响程度大小有待进一步研究。
填料溶液体系pH值对聚酯成形网的磨损有一定影响,酸性条件下磨损要严重,中碱性条件下磨损相对较轻。
关键词聚酯成形网;造纸;磨损;填料;粒径纸浆从流浆箱流出的浓度约0.3% ~ 1.0%(抄造 包装纸时出流浆箱的纸浆浓度可达1.6%),纸页离 开网部进入压榨部之前的干度为18% ~23%,高速纸机可达27%,也就是说,造纸过程中95%的脱水 量是在网部完成的。
[1]造纸成形网在各辊子和脱水 板上运行,磨损严重,是主要造纸专用脱水和消耗器 材。
造纸填料是指加入纸浆内的一些基本不溶于水 的固体微粒,一般为无机矿物性的,也有有机合成填 料。
由于加填目的的不同,填料在纸中所占比例差 别较大,一般在10% ~ 20%。
[2]填料在抄纸过程中加 剧了造纸成形网的磨损,特别是加填较多的纸种抄 造过程中。
造纸填料的主要物理性能包括材质硬 度、形貌、颗粒尺寸等。
抄纸过程中,造纸填料颗粒 不断经过聚酯网和脱水板等器材之间,加剧了聚酯 成形网的磨损。
本文对造纸填料物性和使用条件对 聚酯成形网的磨损进行了详细探讨,为实际生产提 供参考。
1实验原料与方法1.1原料原料SSB系列聚酯成形网:江苏金呢工程织物股份有限公司;造纸填料:高岭土,山东济宁泰丰研究所;滑石 粉,山东济宁泰丰研究所;二氧化钛(金红石/锐钛 型),上海祁聚化工有限公司;碳酸钙(G C C/PCC),上海昆山金凯迪化工有限公司;硅灰石1250,江西 华杰泰矿纤科技有限公司;硫酸钡,西陇化工股份有 限公司;HCl、NaOH等均为化学纯;漂白针叶木浆板,打浆度50°SR。
填料聚集体形态与分布特征对纸张性能的影响及其调控机制
填料聚集体形态与分布特征对纸张性能的影响及其调控机制填料聚集体形态是指填料颗粒在纸张中的分布形态,包括单个颗粒的形态以及颗粒之间的排列方式。
填料聚集体形态与分布特征对纸张性能有着重要的影响,并且可以通过调控机制来改善纸张性能。
填料聚集体形态的影响:填料聚集体形态对纸张的性能有着重要的影响。
首先,填料聚集体形态会影响纸张的物理性能。
填料聚集体形态的不均匀分布会导致纸张的密度不均匀,从而影响纸张的强度和厚度。
此外,填料聚集体形态还会影响纸张的透气性和吸水性。
填料颗粒之间的紧密排列会减少纸张的透气性,而颗粒之间的松散排列则会增加纸张的透气性和吸水性。
其次,填料聚集体形态还会影响纸张的光学性能。
填料聚集体形态的不均匀分布会导致纸张表面的光学不均匀性,影响纸张的白度和印刷效果。
填料聚集体形态的紧密排列会增加纸张的表面平整度,提高纸张的光泽度和印刷质量。
再次,填料聚集体形态还会影响纸张的表面润湿性。
填料颗粒之间的紧密排列会减少纸张表面的孔隙度,降低纸张的润湿性。
而颗粒之间的松散排列则会增加纸张的润湿性,有利于墨水的渗透和扩散。
调控机制:针对填料聚集体形态与分布特征对纸张性能的影响,可以通过以下几种调控机制来改善纸张性能。
首先,调节纸浆的搅拌条件和填料的粒径分布,可以控制填料聚集体形态的形成。
适当的搅拌条件可以使填料颗粒均匀分散在纸浆中,避免颗粒之间的团聚现象。
同时,通过控制填料的粒径分布,可以调节填料聚集体形态的大小和密度。
其次,调节纸张的造纸工艺参数,可以改善填料聚集体的分布特征。
例如,加强纸浆的搅拌和分散过程,有助于填料颗粒更均匀地分布在纸浆中。
此外,适当的填料加入方式和纸张的干燥方式,也可以影响填料聚集体形态的分布。
最后,借助表面改性技术,可以调节填料聚集体形态对纸张性能的影响。
通过在填料颗粒表面涂覆改性剂,可以调节填料颗粒之间的相互作用力,从而改变填料聚集体形态的分布特征。
此外,利用表面改性技术还可以增强填料与纤维的结合力,提高纸张的强度和耐久性。
填料在纺织和纸张领域中的应用
填料在纺织和纸张领域中的应用填料在纺织和纸张领域中有着广泛的应用。
在纺织领域,填料可以改善纤维的柔软性和弹性,增加纱线拉伸强度,提高布料质量,同时也可以降低生产成本,提高生产效率。
在纸张领域,填料可以增加纸张的光滑度和硬度,防止透墨性,改善纸张的印刷效果和书写体验,提高纸张的质量和寿命,同时也可以降低生产成本,提高生产效率。
本文将对填料在纺织和纸张领域中的应用进行深入探讨。
一、纺织领域中填料的应用1. 提高布料质量在纺织领域中,填料可以改善纤维的柔软性和弹性,增加纱线拉伸强度,从而提高布料质量。
填料可分为天然填料和人造填料两大类。
天然填料包括棉花、毛纱、丝绸等,人造填料包括化纤、氨纶、涤纶等。
在生产过程中,填料可以根据需要进行加工和混合使用,以实现更好的效果。
2. 降低生产成本填料在纺织领域中的应用可以降低生产成本,提高生产效率。
填料的加入可以使得纱线更易被织造机械处理,从而减少生产线上的卡车和断线,提高生产效率。
此外,填料的加入还可以降低布料的成本,提高竞争力。
因此,在纺织领域中,填料的应用非常广泛。
二、纸张领域中填料的应用1. 增加纸张的光滑度和硬度在纸张领域中,填料可以增加纸张的光滑度和硬度。
填料的加入可以填补纸张中间的空隙,使得纸张光滑度更好,而且可以防止纸张折叠和撕裂。
此外,填料的加入还可以增加纸张的硬度,使得纸张更加耐用和结实。
2. 改善纸张的印刷效果和书写体验填料的加入可以改善纸张的印刷效果和书写体验。
填料可以增加纸张的厚度和重量,改善纸张对墨水的吸收和分布,使得印刷更加清晰和美观。
同时,填料的加入还可以使得书写更加流畅和舒适,防止笔迹晕染和渗透。
因此,填料在纸张领域中的应用非常关键。
3. 降低生产成本填料在纸张领域中的应用还可以降低生产成本,提高生产效率。
由于填料可以填补纸张中间的空隙,使得纸张更加紧密和结实,因此可以减少纸张的用量,从而降低生产成本。
此外,填料的加入还可以提高纸张的生产效率,使得生产速度更快,更加高效。
沥青混凝土路面中填料性能对路面性能的影响研究
沥青混凝土路面中填料性能对路面性能的影响研究概述沥青混凝土路面是现代道路建设中最常用的路面结构之一。
填料是沥青混凝土路面中的重要组成部分,填料的性能直接影响着路面的性能。
因此,本文将研究填料性能对沥青混凝土路面性能的影响。
填料的性能填料是沥青混凝土路面中的重要组成部分,对路面性能有着重要的影响。
常见的填料包括石灰石、石英砂、玄武岩等。
填料的性能包括粒径、形状、表面性质以及化学成分等。
粒径是填料的一个重要指标,它影响着填料的密实性和路面的强度。
粗颗粒填料可以增加路面的抗压强度和剪切强度,但会降低路面的耐久性和抗裂性。
细颗粒填料可以提高路面的密实性和耐久性,但会降低路面的抗压强度和剪切强度。
填料的形状也对路面性能有着重要的影响。
圆形填料可以提高路面的密实性和耐久性,但会降低路面的抗压强度和剪切强度。
锐角填料可以提高路面的抗压强度和剪切强度,但会降低路面的耐久性和抗裂性。
填料的表面性质和化学成分也对路面性能有着重要的影响。
表面粗糙的填料可以提高路面的密实性和抗滑性,但会降低路面的耐久性。
化学成分对填料的黏结性和耐久性有着重要的影响。
填料性能对路面性能的影响填料的性能直接影响着沥青混凝土路面的性能。
不同的填料性能会对路面的密实性、强度、耐久性、抗裂性和抗滑性等产生不同的影响。
填料粒径的大小会对路面的密实性和强度产生影响。
较细的填料可以填充空隙,增加路面的密实性,但会降低路面的抗压强度和剪切强度。
较粗的填料可以提高路面的抗压强度和剪切强度,但会降低路面的密实性。
填料的形状也会对路面性能产生影响。
圆形的填料可以增加路面的密实性和耐久性,但会降低路面的抗压强度和剪切强度。
锐角的填料可以提高路面的抗压强度和剪切强度,但会降低路面的耐久性和抗裂性。
填料的表面性质和化学成分也会对路面性能产生影响。
表面粗糙的填料可以提高路面的抗滑性,但会降低路面的耐久性。
化学成分的不同会影响填料的黏结性和耐久性,从而影响路面的强度和耐久性。
填料对湿纸幅强度的影响
填料对湿纸幅强度的影响Effects of F illers on the W et W eb S treng th of Paper李强(L i Q i ang) 编译摘要: 研究了不同加填量和不同粒径的PCC (沉淀碳酸钙) 对湿纸幅强度的影响, 同时测定了干度在30 % ~55 %范围内加填PCC后湿纸幅间的摩擦。
结果显示, 用CP AM (阳离子聚丙烯酰胺) 作为助留剂时, 加填PCC后, 其可形成大粒径聚集体, 对湿纸幅强度产生不利影响; 用PE I (聚乙烯亚胺) 作为助留剂时, 加填PCC后聚集体粒径减小, 湿纸幅强度与未加填PCC 时基本相同。
这表明沉积在纤维上的PCC颗粒或小粒径聚集体能够增加纤维间摩擦, 进而增加了交织摩擦与湿纸幅强度; 反之, PCC大粒径聚集体易与纤维分离, 纸张成形时妨碍纤维交织, 降低湿纸幅强度。
同时发现, 向加填PCC的纸幅中添加微细纤维可提高湿纸幅强度, 这可能是微细纤维间的机械交织所致。
在印刷书写纸生产中, 早已应用向纸浆中加填的工艺。
加填的优势有: 加入PCC 等填料可提高纸张的光学性能(白度和不透明度) ; 同时, 还可提高平滑度和油墨吸收性; 另外, 由于矿物颜料比纤维便宜, 加填还具有显著的经济效益, 即加填PCC 既可取代纤维改进纸张的某些性能又可降低成本。
加填的不利影响有: 用矿物颗粒(粒径 1 ~5 μm ) 代替纤研究了加填PCC 对湿纸幅强度的影响, 以了解填料的絮聚以及纤维、聚电解质和填料间的相互作用, 进而找到提高加填填料的湿纸幅强度的方法。
1 原料与方法111 湿纸幅的抄造及其强度测定实验用浆: Dom ta r公司提供, 含80 %阔叶木浆和20 %针叶木浆, 混合浆料CSF 为365 mL , 干度22 % , 使用前稀释至浆浓012 % 。
纸浆悬浮液在烧杯中持续搅拌(见图 1 ), 首先加入PCC, 然后添加助留剂。
填料类型对含高得率浆超级压光纸性能的影响
填料类型对含高得率浆超级压光纸性能的影响苏艳群;王成海;李智斌;刘金刚【摘要】研究了研磨碳酸钙(GCC)、沉淀碳酸钙(PCC)、瓷土和滑石粉加填对含高得率浆超级压光纸(SC纸)抄造的湿部性能和纸张性能的影响.结果表明,PCC加填时浆料动态留着率和滤水性能要优于另外几种填料;相对于其他几种填料,PCC加填更有利于提高SC纸的不透明度、亮度和光泽度;PCC加填SC纸具有较高的油墨吸收性,但纸张的透印密度低.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】4页(P21-24)【关键词】填料;高得率浆;超级压光纸【作者】苏艳群;王成海;李智斌;刘金刚【作者单位】中国制浆造纸研究院,北京,100020;中国制浆造纸研究院,北京,100020;中国制浆造纸研究院,北京,100020;中国制浆造纸研究院,北京,100020【正文语种】中文【中图分类】TS727+.6超级压光纸 (SC纸)是一种高加填的纸种,特别是A级 SC纸 (SC-A纸)灰分一般超过30%[1],因此,SC纸的性能在很大程度上受到填料的影响。
SC纸主要用于杂志、广告、商品目录、报纸彩色插页等,在国内这些产品的印刷方式一般都是选择胶版印刷。
纸张的亮度、光泽度、印刷光泽度、不透明度以及油墨吸收性等都会对纸张的胶印效果产生重要影响。
目前,北美 SC-A纸一般使用的浆料配比为:机械浆80%~85%,漂白硫酸盐浆 15%~20%;欧洲SC-A纸一般使用的浆料配比为:机械浆 50%~70%,漂白硫酸盐浆 20~30%和脱墨浆 10~30%[2]。
在国内由于对纸张的亮度有较高的要求,而机械浆的亮度一般较低,用机械浆来生产 SC纸时难以达到对纸张的高亮度要求。
高得率浆是指得率在 80%~90%的化学机械浆,浆料的亮度较高,且具有机械浆高松厚度和高不透明度的特点。
本实验主要讨论填料种类对含高得率浆用于胶版印刷的 SC纸抄造的湿部性能和纸张性能的影响。
填料的品种和用量对环氧胶粘剂剪切强度的影响
1问题的提出树脂混凝土(PC)是以合成树脂加上适量的固化剂、增韧剂、稀释剂及填料作为胶粘剂,以砂、石作为骨料,经混合、成型、固化而成的一种复合材料。
由于其具有良好的耐蚀、耐磨、耐水和抗冻性能及力学性能,弥补了水泥混凝土抗拉强度低、抗拉应变小、抗裂性小、脆性大等缺点。
固化后的环氧树脂混凝土对大气、潮湿、化学介质、细菌等都有很强的抵抗力,因此,大多应用在较为恶劣的环境中。
20世纪70年代在发达国家的建筑、电气、机械、化工等工业中就获得广泛而有效的应用。
我国树脂混凝土的研制开发虽已有40年历史,但由于技术、造价、国情等所限,应用数量和范围还相当有限。
特别对树脂胶粘剂、填料的认识还非常有限,本文正是在这种有实际需要的背景条件下进行研究开发,期望能推动树脂混凝土在我国的应用。
2试验方案2.1试验材料(1)主剂:环氧树脂。
环氧树脂是指在聚合物分子链中含有仲醇基和醚键,同时在分子两端具有反应性环氧基的聚合物。
结构是线型的,由于它分子结构中含有活泼的环氧基、羟基、醚键等,可与多种类型的固化剂发生交联固化反应,而变为体型结构,其性能亦能由热塑性变为热固性。
由于环氧树脂在固化过程中不析出低分子物,具有很小的收缩率,故可用来配制成无溶剂型胶粘剂。
实际应用中,一般选择常温下是液态的树脂,以保证混凝土拌和物施工要求的流动性,便于成型。
但常温下是液态的树脂(E-51)粘度较低,影响粘聚性,我们经几组实测效果比较,最后选择70%E-51、30%E-44的组合,能很好解决拌和物流动性与粘聚性之间的矛盾。
本试验选用的是无锡树脂厂生产的E-51、E-44,二者均为二酚基丙烷型环氧树脂,具有一般高聚性产品的通性,环氧值(当量/100g)分别为0.41~0.47和0.48~0.54,粘度(25℃)不大于2.5Pa•s。
(2)固化剂:选择由苯酚、甲醛、脂肪胺合成的改性胺T31(低毒、室温固化型)。
我们选择的胺类固化剂的特征是在常温下可以固化,反应时放热多,放出的热量可进一步促使环氧树脂与固化剂的反应,加快固化速度。
改善碳酸钙加填纸强度性能的研究进展
Allan等还指出【1 41,对于经干燥处理的纸浆,在 一定条件下也可采用细胞壁加填技术。先用pH值大 于8的碳酸钠溶液对纸浆进行浸渍及润胀处理,再采 用pH值小于或等于7的氯化钙或硝酸钙溶液进行处 理,然后再进行洗涤,由此可借助于沉淀反应而将 PCC以非均匀的方式填充于细胞壁内,实现细胞壁加 填。但采用氯化钙或硝酸钙处理纸浆再引入碳酸钠时, 加填效果不理想,即两种盐的顺序不能颠倒。
·碳酸钙加填·
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综 述l
改善碳酸钙加填纸强度性能的研究进展
沈 静1宋湛谦2钱学仁1 (1.东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨,1 50040; 2.中国林业科学研究院林产化学工业研究所,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,江苏南京,210042)
利用细胞壁加填技术,对漂白桉木硫酸盐浆及漂 白松木硫酸盐浆进行加填,与几种不同粒径和形态的 碳酸钙加填相比,在加填量相同时,成纸的抗张强度 及撕裂度较高u川。
Silenius等研究了无机化合物在纸浆纤维细胞壁 内的扩散速率的表征方法等【16|,为细胞壁加填技术提 供了重要的理论支持。
基于原位沉淀反应的细胞壁加填可将PCC的生产 工艺与造纸过程结合起来,显著提高生产效率,且与 传统加填相比,还可改善加填纸的强度性能,降低网 下白水浓度及污染负荷,减轻纸机的磨蚀。然而,离 子溶液在纸浆纤维细胞壁中的扩散能力较小,因此加 填效率相对较低,具有一定局限性【1…。总的来说,基 于原位沉淀反应的细胞壁加填技术的工业化应用的经 济可行性等仍需进一步研究、综合分析及验证。
颜填料的结构与物性对涂料性能的影响
颜填料的结构与物性对涂料性能的影响现代涂料工业的发展正快速朝着功能化、高装饰性、环保与低成本化方向发展,而要在这每一个方面有所收获乃至突破,颜填料性能的改进与发展都是必不可少的。
颜料工业的发展既含有对传统颜填料合成工艺与性能的改进,亦包含新型有机或无机颜填料的诞生并获得应用。
正是伴随着颜填料加工、合成与应用技术的进步,推动了近十多年涂料技术出现了一次又一次的飞跃。
然而不管是有机或无机颜填料,它们在涂料中的作用都围绕着新的功能的诞生与各种迷人的视觉效果的出现。
然而颜料、填料在涂膜中稳定作用的发挥受制约的因素很多,本文根据自己多年来在颜料与涂料研究过程中的所体会到的一些经验与教训,从影响颜填料在涂料中应用性能的因素入手,阐述颜填料在生产与应用过程中应注意的一些问题,希望能对颜填料的生产企业有些借鉴之用。
1 颜填料的颗粒形态一般而言,针状颗粒较球形粒子更具有增强、增韧作用。
然而针状粒子的消光作用远较球形粒子为甚,同时针状粒子的分散性亦相对困难,为了保持针状纤维的增强功能,强剪切的加工过程将是不允许的,因为剪切力越大,针状粒子越易折断,这样会导致增强功能下降。
而片状的颜填料应用于涂料中能明显提高涂料的致密性。
多孔结构的颗粒一般较实心结构的颗粒具有更好的补强攻能,但消光作用亦更明显,这可能与成膜物树脂被吸附后在颗粒外表面残留层厚度有关,同样的基料在多孔粒子表面因孔内吸附树脂而导致膜厚度下降。
软质的颜填料一般亦因为树脂容易扩散渗透而出现涂膜光泽较硬质颜填料低。
颜填料的颗粒形态体现在吸油量值方面,即直径大的针状颗粒、软质颜填料、多孔粉体其吸油值大,较难分散,而球形、硬质的颜填料其吸油量相对较低,分散效率高。
从涂膜补强的角度考虑,含硬质粉体、高比表面粉体的涂层耐磨性较好。
2 颜填料的酸碱性涂料用树脂较多呈酸性,碱性树脂较少(水性树脂除外)。
所以颜填料的酸碱性直接影响涂料的加工、贮存稳定性,甚至涂料成膜后的物理化学性能,然而碱性颜填料在与酸性树脂反应后大多对涂膜的光泽有些影响。
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5造纸科学与技术6 2003 年 第 22 卷 第 6 期
Discussion on Printability of Coated White Board
L i Rong
( Gongdong L ig ht I ndustrial T echnical College Guangzhou, 510300)
准抄纸器中成形, 压榨, 干燥成片。定 量: 80g/ m2; 加填量: 20% ( 对绝干浆和填料的量) 1. 1. 2 纸 页物 理性 能 按照 5制 浆 造纸 分 析与 检 验6[ 4] 测量; 1. 1. 3 加填纸张留着率的计算公式:
RT = ( B- A) ( 1- D- C) ( D- A) - 1( 1- B C) - 1 @ 100
碳酸钙
[ 2u 占 95% 2. 65 棱形 - 30. 25 15. 77
进口钛白粉 美国 0. 20- 0. 45 3. 9 球形 - 17. 29 56. 61
国产钛白粉 重庆 0. 15- 0. 45 4. 2 球形 - 20. 56 28. 35
2. 1 不同填料特性对留着的影响 一般认为填料颗粒形状和表面粗糙度对留着率
Abstract: Coated white board is common raw m at erial of print ing, in order to meet the demand of high- speed colorful of fset print ing, a bett er print ability of coat ed w hit e board is required, this paper mainly discusses the printabilit y of coated w hit e board and seeks t he opt imum matches betw een coat ed white board and print ing. Key words: coat ed white board; printabilit y; surfacial st rengt h; brightness; gloss
是球形的二氧化钛, 且他们的粒径也差不多, 但是国 产钛白粉的 Zet a 电位高于进口钛白粉的 Zeta 电位, 因此进口钛白粉的留着率比国产钛白粉的留着率高 很多。
参考文献
[ 1] L. L I, A . Collis and R . Pelt on. A new analysis of f iller ef fects on paper st rengt h. journal of pulp and paper science. 2002, 8( 8) : 267 - 273
有影响[ 2] 。如: 同是球形的颗粒则表面粗糙的比光 滑的留着率高。同时, 填料颗粒的表面电荷对填料 的留着也同样起重要作用。图 1 是该加填试验留着 率比较。
在纸张中不管加入何种填料, 纸张强度都有一 定程度的削弱, 表 2 所示: 加填纸张的裂断长和耐破 度都在不同程度上降低了。
表 2 巴西桉木浆对填料留着及成纸性能的影响
X 基金项目: 广东省自然科学基金团队项目( 20003011) 及国家自然科学基金项目资助
P aper Science & T echno log y 2003 Vo l. 22 No. 6
51
表1
试验中氖和填料主要特性与留着率
填料
产地
粒径 um
相对 密度
Zet a 电位 留着பைடு நூலகம் 形状
mV
%
氧化铝 河南 01 42- 41 4 21 7 片状 - 25197 271 05
我们知道在古代造纸业里一直认为填料削弱了 纸张强度, 填料这个词是贬义的, 言外之意就是不能 增加任何功能, 因此很多填料都没有在造纸中得到 广泛 的应用[ 1] 。但是, 随着 造纸业的不断发展, 新 产品的出现, 填料受到越来越多的重视, 使用填料不 仅可以改善纸张性能, 还可以得到某些特殊的性能, 造纸工作者意识到在浆中加入填料是有利可图的。 但同时, 加入填料又会引起新的问题, 如填料在抄造 过程中的流失, 加填纸张出现各种各样的弊病, 特别 是近年来限制新鲜水在造纸中的用量, 增加了白水 封闭循环程度, 更要求减少填料的流失, 达到清洁生 产的目的。
[ 2] 聂勋载, 范思齐. 常 用非木 材纤维 造纸使 用手册. 中国 轻工业 出版社, 91- 92
[ 3] 张光华. 造纸湿部 化学原 理及其 应用. 中 国轻工 业出版 社, 83 - 93
[ 4] 林润惠. 制浆造纸分析与检验. 中国轻工业出版社
The Effect of the Properties of Fillers on Retention and Paper Strength
近年来湿部化 学也聚焦于如 何提高填料的留 着, 无一例外, 大家都想加入一些化学助剂来达到助 留助滤的目的, 由传统的单一助留剂的助留系统发 展成为复式助留系统, 以及新的微粒助留系统。化 学助剂的研究和开发如火如荼, 却忽视了对填料本 身在抄造过程中的行为, 忽视了填料特性对其在浆中 留着的影响, 目前对此进行系统研究的工作还比较 少, 基于此, 本文从填料特性出发做了一些基础研究。
填料基本特性对留着和成纸强度的影响X
唐泽燕 陈 港 张宏伟 唐爱民
( 制浆造纸工程国家重点实验室( 华南理工大学) , 广州, 510640)
摘 要: 本文研究了氧化铝、碳酸钙、进口钛白粉和国产钛白粉四种填料的特 性, 及填 料特性对留 着、纸 页强度的影 响。研究表明四种填料 中以进口钛白粉的留着效果最佳, 同时也较大地削弱 了成纸强度。 关键词: 填料; 留着; 强度
填料
定量 g/ m2
裂断长
耐破指
厚度 裂断长
耐破指数
留着率
下降百
数下降
mm km 分比% kPa. m2/ g 百分% %
空白 81. 65 0. 162 2. 979 /
1. 56
/
/
碳酸钙 72. 32 0. 150 2. 887 3. 09 1. 28 17. 95 27. 05
氧化铝 76. 68 0. 151 2. 524 15. 27 1. 32 15. 38 15. 77
进口钛白粉 81. 57 0. 146 2. 005 32. 70 0. 86 44. 87 56. 61
R- 244 76. 06 0. 157 2. 910 2. 32 1. 33 14. 74 28. 35
图 1 四种填料的留着率
由图 1 和表 1 可以得到如下结论: 填料的基本特性: 粒径、形状和 Zet a 电位对留 着有不同程度的影响。整体看来, 粒径小的填料留 着率偏高。但对于两种钛白粉, 其粒径和形状都十 分相似, 但其留着率相差很大, 进口钛白粉留着率达 56161% , 而国产钛白粉的留着率才 28135% 。这表 明 Zeta 电位在填料留着中起了非常重要的作用, 电 位低则留着高。氧化铝的粒径以及 Zet a 电位都不 利于留着, 但其留着率却与国产钛白粉相差不大, 这 可能是由于其片状的结构有助于吸附在纤维表面。 从表 1 可知碳酸钙的粒径较大, 棱形结构以及偏高 的 Zeta 电位对于留着都是不利的, 因此其留着率只 有 15177% 。 212 填料特性对成纸强度的影响 众所周知, 强度与留着是两个相互矛盾的因素, 较高的留着则必须有较低的强度。加填纸张中, 由 于浆料纤维之间有填料粒子的存在, 减少了纤维间 的接触面积, 同时填料粒子会妨碍纤维表面羟基的 相互作用, 妨碍在相邻的纤维素间形成氢键, 因而纸 页物理强度下降, 如同一纸张中灰分增加 1% , 其裂 断长将下降 3% [ 3] 。图 2 是加填各种填料和空白样 的裂断长比较。
图 2 填料对纸张强度的影 响
从图 2 可见: ( 1) 进口钛白粉对纸张的强度影响最大, 当然这 跟它在纸页中相对留着率最大有关, 同时小的粒径 则有大的比表面积, 比表面积越大对于纤维之间的 结合越不利。即表明, 填料含量越高, 粒径越小, 强 度下降越多。 ( 2) 氧化铝和国产钛白粉( R- 244) 的留着率相 差不大, 分别为 27. 05% 、28. 35% , 但是强度下降相 差较大, 加填氧化铝的纸张同空白样相比, 裂断长下 降了 15. 27% , 而 R- 244 只下降了 2. 32% , 其原因 可能是片状的氧化铝更容易吸附在纤维表面, 严重 阻碍了纤维间氢键的结合, 而圆形的颗粒在抄纸, 压 榨, 烘干过程中总是倾向于沉积在纤维间的空隙处 因而对强度影响较小[ 3] ( 3) 对于同样都是球形颗粒, 粒径相差不大的进 口和国产二氧化钛, 它们在桉木浆中的留着率分别 为 56. 61% 、28. 35% , 加填进口钛白粉的纸张强度 下降了 32. 7% , 但是加填 R- 244 的纸张裂断长比 空白样相比只下降了 2. 32% , 排除填料含量不同对 强度的影响, 我们还注意到两填料的 Zeta 电位也不 同, Zet a 电位越高, 对强度影响较小, 由于填料和纤维 都是负电性的, 由于静电相斥的作用, 可以使填料不 沉积在纤维表面而沉积在纤维间空隙处。国产钛白 粉的 Zet a 电位较高, 产生的静电 ( 下转第 89 页)
2 结果与讨论
填料的基 本特性如: 粒径、形 状、Zet a 电位、白 度、折射率等都对成纸性能有一定程度的影响。本 研究主要着眼于填料的粒径、形状和 Zeta 电位对其 在纸中留着以及对成纸强度的影响。填料相关特性 如表 1 所示: 钛白粉为圆滑球形, 氧化铝为片状, 碳 酸钙为棱形; 国产钛白粉和进口钛白粉的粒径差不 多, 氧化铝的粒径分布范围较宽, 碳酸钙的粒径也比 较大; 四种填料的 Zeta 电位由高到低排序为: 碳酸 钙、氧化铝、国产钛白粉、进口钛白粉。为了研究填 料特性对留着率以及纸页性能的影响, 本实验中, 在 相同的抄造条件下, 不加入任何助剂, 在桉木浆中分 别加填四种填料, 并与空白做对照, 实验结果如表 1 所示。