硫酸钙晶须说明-造纸

硫酸钙晶须说明-造纸版

硫酸钙晶须介绍：

硫酸钙晶须，别名：石膏晶须，石膏纤维；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW；化学式：CaSO4；国际商品名称为ONODA-GPF；

硫酸钙晶须是以石膏为原材料, 通过人为控制, 以单晶形式生长的，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状（须状）单晶体。其基本性能指标如下：

平均直径 1-8um 平均长度 30-200um

平均长径比 10～200 CaSO4含量≥98%

白度≥98% 熔点1450℃

折光指数 1.585 水溶性(22℃) <1200ppm

密度 2.69ɡ/㎝3 松散密度 0.1-0.4ɡ/㎝3

抗张强度 20.5Gpa 抗张模量 178 Gpa

莫氏硬度 3-4 PH值 6-8

硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。

硫酸钙晶须集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体，可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。

硫酸钙晶须在改性造纸业中的用途及性能：

硫酸钙晶须是很好的造纸原料，长径比≥100的晶须，可代替部分或大部分纸浆（50%～70%）制造特种石膏纸；长径比≤50的晶须可作纸张的高级填料（15%～20%），可大大增加纸的产量，既降低了木材（木浆）消耗，又减少造纸厂中废水的排放。目前全国年消耗纸张30M～40Mt，仅按添加量1%计算，

每年将有30万～40万t的硫酸钙晶须需求量。

一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

①晶须煅烧：将脱硫石膏、磷石膏或金属冶炼废渣中提取的纯度≥99％，白度≥90％ＩＳＯ的硫酸钙晶须煅烧2－3小时后匀整解絮。②有机溶解抑制改性：将煅烧解絮后的硫酸钙晶须，在500－800转／分钟转速搅拌下配成质量浓度10－20％的悬浮液，加入用酒精溶解的有机溶解抑制改性剂，在60－90℃条件下反应10－30分钟，得改性后的硫酸钙晶须。③干燥：取出改性后的硫酸钙晶须，置于100－150℃下进行恒温干燥5－3小时。④研磨解絮：将干燥后的硫酸钙晶须研磨解絮，即可制得密度2.3－2.4ｇ／ｃｍ３、平均长度5－40μｍ、平均宽度1－5μｍ、白度≥90％ＩＳＯ、溶解度≤0.5％的高白度、低溶解性、高留着率的改性硫酸钙晶须造纸填料。

硫酸钙晶须在造纸行业应用技术配方：

效果：由配方1造出的纸张洁白光滑，其白度、抗拉强度等性能指标和纯木浆制成的纸张相差不大；由配方2造出的纸张，有关性能指标能达到国家B级标准。

硫酸钙晶须代替纸浆及碳酸钙在造纸上的应用：

配方(重量百分含量)：硫酸钙晶须替代纸浆36%或45%。

效果：从表中结果看出，用硫酸钙晶须替代36%、45%的纸浆，所造出的纸张洁白光滑，在抗拉强度等性能指标和纯木浆制成的纸张相差不大，成本降低，环境改善。硫酸钙晶须的效果和成本优于碳酸钙晶须。

硫酸钙晶须替代纸浆在造纸上的应用：

配方(替代重量百分含量)：替代纸浆45%。

效果：从表中结果看出，晶须替代纸浆的重量百分数以45%最好，并且可以降低造纸成本和制浆污染指数。两种晶须的效果相差不大。

硫酸钙晶须是很好的造纸原料。硫酸钙晶须外形为细针状或短棒状,横截面为正六边形,是典型的短纤维,具有白度高、留着率高、亲和性好、易于挂链等优点。其具有的白度（80-99.5），纤维结构长径10—100以上丝绢光泽，长径比≥100（50以上），即可代替部分或大部分纸浆，（50-70%）作为制造特种石膏纸，长径比≤50的可作纸张的高级填料（15-20%），这样可以大大增加纸的产量，降低木材（木浆）消耗，即保护了环境，又减少造纸厂中的废水排放，减少污染。

硫酸钙晶须造纸业中的使用效果：

硫酸钙晶须原料来源广、条件宽，可以有效解决多种工业石膏废渣或金属废渣带来的固体污染；制得的改性硫酸钙晶须填料具有白度高、磨耗低、留住率高等特性，能够有效替代目前的碳酸钙填料或植物纤维；同时制得的改性硫酸钙晶须填料溶解度得到有效控制，且在抄纸水性浆料中易分散，解决了硫酸钙晶须存在的水溶性高，用作造纸填料时留着率低、白水垃圾离子含量高、管道易结垢等难题，拓展了晶须应用领域，提高了晶须附加值。

目前造纸工业中使用硫酸钙晶须作为纸张填料使用时留着率较低，一般只有64.27-65.08%。本实验所使用的改性剂和改性工艺可以使硫酸钙晶须在纸浆中的

留着率达到95%以上。硫酸钙晶须不但可以作为造纸填料，也可以部分或全部代替纸浆，节省部分木材，缓解造纸工业木材原料紧缺的现状，还可减少造纸生产中蒸煮废液的生成量。随着造纸技术的进步、人们对纸张质量需要的提高和环境保护的要求，中国造纸工业将越来越多地采用中、碱性造纸技术，而硫酸钙晶须作为一种绿色环保材料，解决了它在纸浆中留着率低的问题就可以推动其在造纸工业中的广泛应用。

目前国内外对硫酸钙晶须的研究大多仅局限于硫酸钙晶须的制备及使用几种改性剂进行表面处理，而很少对硫酸钙晶须作为造纸填料的表面改性进行系统地研究。但随着造纸技术的进步、环境保护的要求和人们对纸张质量需要的提高,中国造纸工业将越来越多地采用中、碱性造纸技术,据预测, 因硫酸钙晶须集超细无机材料和增强纤维的优势于一身，且硫酸钙晶须有其他晶须无可比拟的性价比，其在造纸工业中的推广使用必将带来可观的经济效益。但目前造纸工业中作为纸张填料使用时留着率较低，一般为64.27-65.08%。本实验考虑到硫酸钙晶须在造纸中的应用前景和潜在经济价值，对硫酸钙晶须的湿法改性工艺进行了研究和探索，最终使造纸留住率达到了95%以上。

硫酸钙晶须由于其性能优良，价格低廉而具有极好的性能价格比，是一种应用领域较广、市场前景极为广阔的新型材料。也是目前国际上备受关注、极有发展前途的无机盐晶须材料。

硫酸钙晶须是以生石膏为原料经特定工艺及配方合成的硫酸钙纤维状单晶体。它具有均匀的横截面、完整的外形和高度完善的内部结构,是一种有着许多特殊性能的非金属材料。硫酸钙晶须应用于高分子材料,不仅能够增强、增韧,而且还能起到增稠、耐热、耐磨、耐油等作用。以硫酸钙晶须为填料,在实验室进行了配制环氧树脂胶粘剂的试验研究。研究中着重考察了硫酸钙晶须对环氧胶粘剂强度、韧性、耐热及触变性的影响。结果表明,以硫酸钙晶须作填充剂配制的环氧胶粘剂与常用的填充剂相比,不仅具有明显的增强、增韧、增稠、耐热、耐磨、耐油及触变性高等特点,而且配制胶粘剂的综合成本并不提高。可以说,硫酸钙晶须在胶粘剂中的应用有着十分广泛的前景。