高岭土黏度的分散剂试验及剂量分析

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高岭土黏度的分散剂试验及剂量分析①
王涛 朱燕娟 张伟 薛新民 （广 东工 业大学 物理与 光电 工程学 院 广 东广州 5 1 0 0 9 0 ）
摘 要: 使 用分 散剂 可以 使高 岭土的 黏度 特性 得到 改善 ，黏度浓 度得到 提高 。本文 对高 岭土 分散 剂进行 剂量 及种 类配 置试 验，力求
冲 压 方 向 所 要满 足 的 条 件 ： 没有 负 角 、 凸 模 与 冲 压毛 坯 的 接 触 面 积 要 大 、 拉 延 深 度 最 小、 拉 深 深 度 均 匀 。利 用 平 均 法 线 法 自 动获得满 足成型 要求的冲 压方向, 为 后续 工艺 及 模 具 结 构 的 设 计 提 供 了 有 效 前提 条
kaol i ni t es [ J ] . Cl ay Mi ner al s , 1988( 33) : 2 4 9～ 260 . [ 5 ] 喻智 . 高 岭土 黏 度的 测 试 方法 和 影响 因 素 及 改善 高岭 土黏 度的 生产 实践 [ J ] . 上 海 造纸, 1 99 8, 26 ( 1 ) : 2 0～2 4.
由 图 4 - a 、4 - b 、6 可以 看 出 , KMAS 和 Dyn a f o r m在自 动 获得 的 冲压 方向 上 进行 冲
压 计 算 ，都 能 够 获 得 较 好 的 型 面 ，型 面 厚
度及变化趋势基本 相同。
4 结语 通 过 对 冲 压 方 向 的 研 究, 指 出 了 确 定
1、表 2- 2 所示。 由上两表可知，对于两种高岭土，试
剂 5效 果最为明显 。 ( 3 ) 无机 试 剂 中只 有 试剂 1 可 以使 其 黏
度 降至 5 0 0 Pa· s ， 但用 量较 大 ，且 难 以进 一步降低 黏度。
综上 所述, 有机试剂 5 的 效果最为 显 著，但 其价格较高 (有机试 剂的价格一 般 为 无机 试剂 的 4 － 6 倍) , 从成 本 上考 虑，单 独使用经 济效益不明显。 2 . 2 复合 试剂试验
图 2-2
各 分散试剂对苏州高岭土 粘度的影响
2 分散试剂试验 在高岭土浆料中加入分散剂可以改善
其 黏 度 特 性 ， 提 高 黏 度浓 度 ， 为 此 进行 了 六种 试剂的试验 , 试 剂详见表 1 - 1, 其中, 试 剂 1 和 试 剂 6 为 无 机 试 剂( 主 要是 磷 酸 钠 盐 类 ) ， 其 余 试 剂为 有 机 试 剂 ( 主 要 是 不 同 分 子 量的 聚 丙烯 酸 钠磷 酸 钠) 。另 外 ，将 上 述试 剂进行交叉 调配出不同 的复合试剂 。 各种 试剂的试验效果如下 所述。 2 . 1 单 试剂试 验
高 岭土 作 为涂 布 造纸 的 中的 重 要原 料，由于 其特殊 的结构和 性质, 因此在 造 纸 工 业 中 有 着 不 可 替 代 的 地 位 。目 前 大 部 分 国 产 高 岭 土产 品 在 黏 度 指 标 上 达 不 到 造 纸 工业 的 要 求 [ 1] , 因此 , 改 善 高 岭土 的 黏 度 特 性 ，并 使 其 能 够 广 泛 应 用 于 涂布 造 纸 剂、仪器和研究方法 1 . 1 试验原 料和 主要 试剂
试验选用的原料为国内广泛应用于涂 布造纸 的，极 具代 表性的 广东 茂名 高岭土 [ 2]
表 1 - 1 试 验主 要 试剂
表 1 - 2 试 验 主要 仪器
和苏 州高岭土。 试 验 中 所 选 用 的 主 要 试 剂 见 表 1 - 1。 考虑到自来水中含有的杂质离子会影
① 基 金 项 目: 2 0 0 5 年 广 东 工 业大 学 校 青 年 基 金 项 目 — —热 处 理 高 岭 土 的 结 构 分 析与 粘 度 测 量 （项 目 标 号 ：0 5 2 0 1 3 ）。
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为检验使用复合试剂对高岭土黏度浓 度 的 改 善 效 果 ，分 别 对 未 加 入 试 剂 和 加 入 最 佳 用 量 复 合试 剂 的 两 种 高 岭 土 进 行 黏 度 度 测 量 ， 结 果 表 2 - 6 所 示.
由表 2 - 6 可 以看 出 , 加 入复 合 分散 剂 后 两 种高 岭 土的 黏 度 浓度 均 提高 到 6 8 %以 上。 其 中 ，茂 名 高 岭 土 的 黏 度 浓 度 可以 提 高 到 6 9 . 5 5 %，接 近 于进 口 优 质涂 布 造 纸高 岭 土 的黏 浓 度指 标 ，配 合 其他 方 法的 使 用 , 则 其 黏度 浓 度有 望 可以 提 高到 7 0 %以 上; 苏州 高
望 . [ J ] . 非金属矿, 20 02, 25 ( 2) : 8～ 10 [ 2] 王 运新. 洗涤 对高岭土黏 浓度的影响 [ J ] .
非 金属 矿, 2 00 3, 26 ( 5 ) : 41 ～ 42 [ 3] 马兰芳. 高岭 土的黏 度及其 改进[ J ] . 非
金 属矿, 2 00 0, 23 ( 5 ) : 16～ 18 . [ 4 ] Pl ancon A e t al . The Hi nc kl ey i nder f or
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岭 土 的 黏 浓度 则 提 高 至 6 8 . 3 1 %, 达 到 国 家 涂 布 造纸 ZT- OA级 标准 ， 配 合 使 用 其 他方 法 ，则 其 黏 度 浓 度 有 望 可 以 提 高 到 6 9 %以 上。
3 结语 本 文 研究 了 分散 剂 的机 理 探索 和 试
验 ，通 过 试 验 ，找 到 了 使 高 岭 土 黏 度 满 足 国 家 涂 布 造 纸 工 艺 要求 的 分 散 剂 的 最 佳 用 量 和 最 佳 组 合 。以 上 试 验 结 果 要 运 用 到 实 际 的 生 产 中 去 还 需 要进 行 进 一 步 的 大 量 试 验和优化 。
另外 , 分散 剂的 分散机 理研 究已经 取 得 一定 成 效[ 5] , 但 尚 需要 进 一 步的 探 讨和 完 善 。我 们 相信 ， 随着 分 散机 理 的研 究 , 必 定 能够 更好地改 善高岭 土的黏度 特性, 满足 生产的 需要。
参考文献 [ 1 ] 吴铁 轮 . 我国 高 岭 土行 业 现 状 剖析 与 展
件。
参考 文献 [ 1 ] 朗志 奎, 胡平, 赵 玉 谦. 一种 改进 的 自动
翻法线 的算法 [ J ] . 机械 工程学报 , 2 0 06 , 42 ( 3) : 1 42 ～14 4. [ 2 ] 苏步 青, 华宣 积, 忻元 龙. 实用 微 分几 何 引论 [ M] . 北 京: 科 学 出版 社, 1 9 9 8 ． [ 3 ] 陈国 良, 王煦 法, 庄镇 泉. 遗传 算 法及 其 应用[ M] . 北京 : 人 民 邮电 出 版社 , 20 0 1 .
含量 为 6 8%的两 种 高岭 土浆 料黏 度降 至 5 00 Pa·s 以 下的 要 求下, 有机 试 剂 5 的 最佳 用量 为 3 k g / t , 相 比 单 独作 用 时分 别 下降 了 2. 3 kg / t 和 2. 8k g/ t 。而 无机 分 散剂 1 的 最 佳用 量 为 4 k g / t , 相比 单 独作 用 时用 量 下降 了 9kg/ t 。
响 到 药 剂 的 作 用 效 果 ， 试验 中 所 使 用 的 水 均 为蒸 馏水 。所用 无机 分散 试 剂为 粉末 状 ， 试验 中 配 制 成 1 0 %( m/ m) 的溶 液 使 用 。 有 机试 剂为 水性溶 液， 在试 验中 配制 成 2 0 %( v / v) 的 溶液 使 用。 1 . 2 试 验主要仪 器
( 3 ) 不 同试 剂 的性 价 比对 照。 取 定无 机 试剂的单位价 格为 1，有机试剂的单位 价 格为 其 5 倍 ，即 单 价为 5 ，则 单试 剂 和复 合 试剂 最 佳用 量的 性价 比对 照 下表 2- 5 所 示。
纵上 所 述 , 从 经 济 效 益 考 虑, 采用 复 合 试剂 （ 试 剂 1 和 试剂 5 的 最 佳 组 合) 能达 到 满意的性价比 。 2 . 3 使用 复合试 剂后 黏浓度 测定
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根 据上 节 结 论, 将无 机 试剂 1 分 别 与其 他 四 种 有 机 试 剂 分 别 进 行 复 配 试 验 。经 过 不 同 试 剂 复 配 试 验 ，结 果 表 明 ，采 用 试 剂 1 和 试剂 5 复 配 组合 的 效果 最 佳。 下 一步 的 工 作 就 是 对 上 述 两 种 分散 剂 进 行 进 一 步 复 配试验， 确定两种分散剂的 最佳用量容。
为 改善 涂布造 纸高 岭土 的黏 度特 性提供 有效 的方 法和 途径 ，使高岭 土的 黏度满 足涂 布造纸 的要 求。
关键词 : 高 岭土 分散机理 黏度
中图 分类号: P6 1 9 . 2 3 +2
文献 标 识 码: A
文章编 号: 1 67 2- 37 91 ( 20 08 ) 0 5( b) - 0 2 45 - 0 2
在高岭 土浆料固含 量为 68%时, 对药 剂 1 和 药剂 5 进 行 了不 同 用 量 的复 配 试 验 , 结果如表 2- 3、表 2- 4 所示。
由表 2- 3、表 2- 4 可以看出: ( 1 ) 采 用试剂 1 和 试剂 5 的 复配 方案 , 两 种 分 散剂 的 最佳 用 量 分别 为： 试剂 1为 4 k g / t ，试剂 5 为 3 kg / t ； ( 2 ) 两 种 试 剂复 配 使 用 后, 在 同 样 使固