在造纸涂料方面,纳米碳酸钙一般只用在定量涂布纸、无光泽铜板纸等特殊制品中,其用量甚至可高达80%。由于自身白度髙、比表面积大、表面活性高、强度和硬度高,所以纳米碳酸钙能对涂布纸的质量提高有所帮助。通过对涂料里加入纳米碳酸钙,可以得到高光泽度、高白度、高表面强度和高油墨吸收性的涂布纸,并改善纸的平滑度。
造纸用纳米碳酸钙技术要求
(1)晶体形态
PCC晶体形态是影响造纸生产操作性、涂料性能、纸张质量等诸方面中最重要的影响因素之一。各种形态的PCC大体可分为单一晶体粒子和聚合体两种存在形式,前者对造纸的影响主要来自形态和长径比,后者主要来自络合体内孔隙结构特性。
(2)长径比
长径比是指单一粒子的长度与直径之比。纺锤状、柱状和针状均属于大长径比晶形,其长径比一般为(4~7):1,大长径比PCC用于纸张填料,碳酸钙单晶与纸张纤维之间结合时容易产生搭桥作用,使纤维膨起,形成均匀孔隙,对提髙成纸的透气度、厚度、不透明度、挺度、减小两面差,以及获得较高的填料保留率等都是有利的。
米粒状和菱形立方体属于小长径比,二者的长径比分别为:(2~3):1,(1~2):1;而片状体通常用径厚比来描述,一般为(6~14):1,小长径比PCC,只适用于纸张涂料,表现出良好的涂层光泽。
(3)多聚体PCC
也称络合体PCC,一般由针状、极细球状、立方体、米粒状等单体聚合而成,如菊花状。其主要物理特性表现为:粒子之间构成的髙孔隙率、髙分散系数、高吸油值(吸附性)和低的堆积密度值。在相同填料保留率时,有利于提高加填纸张的不透明度、松厚度、挺度、压光纸平滑度、透气性和油墨吸收性。
其主要负面效应是加填纸张的强度和施胶度稍低,其次是用于涂料时黏度较大、表面强度较低。因此,络合体PCC很少单独用于造纸涂料,往往是与其它小长径比PCC混配使用。
(4)粒子表观形状
任何形态PCC都要求晶形规则、完整、一致、边缘平滑无残缺;聚合体集聚粒子间不粘连;菊花状的单晶粒子个数相近,开启度大小近似,单晶端部呈尖峰;纺锤状、针状呈尖峰。
(5)表观孔隙与孔隙率
PCC表面具有细小的孔隙,品质优良的PCC的微观孔隙细小均一,使同一形态和粒径的PCC具有更大的比表面积,以及髙的吸油值和散光系数。
部分来源:纳米碳酸钙的应用技术,作者:颜鑫、王佩良
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