纳米技术在制浆造纸中的应用 

沈清江

1，2

  秦梦华

2

 

(1．日照市环境保护局，山东日照 276826；   

2．山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科，山东济南 250353) 

摘要：近年来，纳米技术及纳米材料发展迅速，其在制浆造纸工业应用越来越广泛。本文综
述了纳米技术及纳米材料在制浆造纸工业中应用的研究。 
关键词：纳米技术  纳米材料  制浆造纸 

    

纳米材料由极微小的纳米晶粒组成、纳米晶粒包含的原子数只有几万个左右，加上具

有高浓度晶界面，使其具有表面效应、体积效应和量子尺寸效应等特性，从而使纳米材料在
光、电、热力学和化学反应等许多方面表现出一系列优异性能。因而在陶瓷、电子信息、生
物工程、化学工业、金属加工和环境保护等行业具有非常广阔的应用前景。近年来随着纳米
科学的迅速发展，纳米科技在造纸工业的应用领域越来越广泛。 
1  纳米材料在抗茵功能纸上的应用 
    纳米抗菌剂主要有无机抗菌剂如银、铜、锌等离子和光催化抗菌剂如纳米级氧化钛、氧
化锌、氧化硅等。它们能将细菌及其残骸一起杀灭和消除，同时还能分解细菌分泌的毒素。
另外，纳米抗菌剂具有耐热性好、不易挥发、不易分解等优点。有序介孔 Ti0

2

-Si0

2

复合材

料具有显著地灭菌效果，主要有以下几个优点：第一，复合粒子的分散性更好。Ti0

2

-Si0

2

的复合材料减弱了粒子间的团聚作用力，分散性好，保证了颗粒以纳米粒子形式存在。第二，
纳米 Ti0

2

与 Si0

2

复合后，它们之间形成了 Ti-0-Si 的化学键，Ti0

2

的电子从价带激发到导

带所需要的带隙能有明显的降低

[l]

，即在较低的光强下就能达到灭菌的效果。第三，介孔

Ti0

2

-Si0

2

复合材料具有较大的比表面积和孔容，使其具有更强的吸附能力，使细菌被适时

地吸附于颗粒表面而被杀灭，且在无紫外光照射时，就具有一定的杀菌性能

[2]

。 

    所以，向浆料或涂料中加入纳米抗菌剂，可以生产出生活用纸、医疗用纸、复合纤维无
纺布和食品包装纸等新产品。 
2 纳米抗静电、耐磨功能纸 

工业用品包装形式的多样化，对包装用纸也提出了不同的要求，高精密仪表电器、高表

面光洁度的不锈钢材料及各种合金材料等对包装衬纸有较高的要求，不仅要求具有防水、防
油、防锈性能，而且要求具有强度高、耐磨擦、抗静电、抗老化的特点。将纳米二氧化钛、
三氧化二铬、氧化锌、三氧化二铁或二氧化锡等粉体以 0．1％～0．3％的量掺人浆中，制
作的特种纸即具有优良的耐磨、抗水、耐腐蚀作用和良好的静电屏蔽作用，大大降低静电效
应，从而大幅提高了包装产品的安全系数

[3]

。 

3 纳米颜料和涂料的应用 
    纳米级碳酸钙属于通过化合法(或称沉淀法)生产的轻质碳酸钙(或称沉淀碳酸钙)。生产
纳米级碳酸钙的方法通常有 4 种：多段喷雾碳化法、一步碳化法，二步碳化法、旋转床碳化
法。其中多段喷雾碳化法工艺先进，产品质量高，是今后碳化技术的发展方向。 
    由于纳米级的碳酸钙、二氧化钛等超细颗粒表面积大表面活性高、强度和硬度大、且白
度高，所以向浆料中加入这种填料可以显著提高涂层的强度、平滑度，改善油墨吸收性能。 
    纳米级碳酸钙用作纸张涂料中颜料粒子时，能改善涂层的色相，有利于涂布纸光泽和白
度的改善。由于纳米碳酸钙粒子不仅粒度小，粒子形状有多种可供选择，并且粒径分布窄，
能够保证白料颜色的纯正。 
    使用纳米级粒子，由于粒径小，对纸的光学性质如不透明度、光泽及印刷光泽度的提高
有利。某些纳米粒子还可以产生特殊的光学效果，如散射时随观察角度不同而变色，可适用
于生产有特殊用途的涂布纸。使用纳米级粒子，还能够改变涂料制备液的流变性能。由于纳