表 1 膨润土的化学组成
化学组成
w
/ %
SiO
2
69. 78
Al
2
O
3
15. 24
Fe
2
O
3
1. 28
FeO
0. 37
MgO
1. 64
CaO
1. 62
K
2
O
1. 98
Na
2
O
1. 88
TiO
2
0. 12
烧 失
6. 10
表 2 膨润土的物理性质
折光率
/ Np
硬度
相对
密度
白度
/ %ISO
表面积
/ (m
2
/ g)
1. 50
～
1. 53
2
～
3
2. 53
> 60
700
膨润土具有强烈的水化作用 ,当它分散于水
中时 ,水分子能在晶层间渗透 ,使蒙脱石结构膨
胀 ,形成细微的片状结构
[ 3 ]
。此种膨润土的粒径
分布如表 3 。
表 3 膨润土的粒径分布
粒径
/
μ
m
粒径累积分布率
/ %
0
～
2
11. 3
2
～
5
27. 1
5
～
10
50. 9
10
～
20
68. 9
20
～
30
79. 4
30
～
40
87. 4
40
～
45
91. 8
> 45
100. 0
1. 2 改性膨润土造纸填料的制备
膨润土在水介质中能分散呈胶体悬浮液 ,这
种悬浮液有一定的粘滞性 、
触变性和润滑性 。它
在水溶液中的吸收量可达 5 倍于它的质量 ,有较
强的阳离子交换能力 ,还具有吸附有色物质的能
力
[ 3 ]
。它的上述性质与它存在很大空间的结构有
关 ,对造纸工艺有一定的益处 。为了使膨润土能
更好地适应造纸工艺的要求 ,提高其悬浮 、
水化性
能 ,增强它在抄纸过程中的助留作用 ,对膨润土进
行了化学改性处理 ,选择临安平山一级钠基膨润
土 (七层矿) 破碎至孔径小于 1 cm 的颗粒 ,加入一
定量无机盐类和有机高分子阳离子型聚合物 ,在
混和器中充分混合均匀后 ,在 5R 雷蒙机中磨至
200 目通过率 > 95 %
[ 4 ]
。膨润土改性前后技术性
能比较见表 4 。
表 4 膨润土改性前后技术性能比较
白度
/ %ISO
膨胀倍
数
/ (mL/ g)
胶质价
/ (mL/ 15g)
pH
值
改性膨润土
> 70
> 15
≥
200
7
～
9
原膨润土
> 60
≥
8
≥
100
≥
9
2
改性膨润土造纸填料的应用研究
2. 1 应用机理
作为一种填料 ,它在抄纸过程中必须有一定
的留着率 。一般认为填料的留着率是机械过滤和
胶体吸附综合作用的结果 ,并以吸附作用为主 。
膨润土具有强烈的水化作用 ,当其分散于水中时 ,
水分子能在蒙脱石晶层间渗透 ,使蒙脱石结构膨
胀 ,甚至单体分离 ,形成更细微的片状结构 。分散
后的胶体状态存在 ,具有强烈的吸附性 。它通过
大量吸附带正电荷的电解质 ,与带负电荷的纤维
形成桥联作用 ,从而使蒙脱石留着在纤维上 。
如在纸浆中存在阳离子型聚合物或带正电荷
的凝聚体 ,则会大大提高填料的留着率 ,这种效果
类似海德罗科尔系统 。海德罗科尔系统的留着机
理用图 1 表示 。
图 1 微粒凝聚体结构
将海德罗科尔聚合体加至系统内存在大剪切
力位置 ,在此处通过交联功能造成大的凝聚体 ,并
通过混和浆和网前箱那样的大剪切力装置 ,再均
匀分散成小凝聚体 ,而且给表面带来适量的阳离
子电荷 。
接着通过添加表面积很大的海德罗科尔颜料
(改性膨润土) 引起粒子凝固 ,使凝聚物连接成网
状 。这一凝固功能与通常的交联功能相比可制得
更小 、
更均匀的凝聚物 ,结果就能得到留着率高 、
滤水性能改善 、
质地优良的纸张 。
2
4
造纸化学品 2004 (4)
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.