纳米碳酸钙材料来源简单,价格低廉,毒性低。它具有污染小,白度高,填充能力强的特点,已成为造纸行业最常用的填料之一。
1碳酸钙在造纸的行业中的应用概况
在中国的造纸工业中,随着造纸技术从酸性造纸技术向中型和碱性造纸的转变,碳酸钙被广泛应用于造纸工业。作为造纸填料的碳酸钙具有以下优点:(1)高白度;(2)体积大(3)耐久性;(4)透气性;(5)作为二氧化钛的补充剂;(6)高耐磨性,高耐腐蚀性;(7)改善柔软度;(8)油墨吸附性能;(9)降低紫外线吸收;(10)能够控制纸张的燃烧性能。另外,作为碳酸钙作为碱性填料,它具有pH缓冲作用,以使碱性上浆剂的pH稳定在7.5和8.0之间。
使用的碳酸钙量急剧增加有两个原因。一个是由于碱性造纸的发展,碳酸钙是填料。另一个原因是研磨技术的发展使得天然碳酸钙颗粒的细度能够制造纸张。该层的光滑度超过沉淀碳酸钙的平滑度,与用高岭土研磨碳酸钙的成本相比,导致涂覆纸上细磨碳酸钙的量急剧增加;可以减少涂覆胶粘剂的使用,并且可以降低成本。重新研磨碳酸钙的流变性可以降低造纸机的干燥能耗。
随着社会发展的需要,人们对加工纸张,特别是特种纸和功能纸的需求不断增加,造纸业需要纳米级碳酸钠产品。纳米碳酸钠具有粒径小,易结块,亲水疏油,极性强的特点。分散体在有机介质中不均匀。与普通碳酸钙相比,纳米碳酸钙具有细小颗粒,比表面积大,白度高的特点。作为一种良好的性能,低成本的补充填料已开始在造纸工业中广泛使用。
2在造纸过程中使用纳米碳酸钙
2.1造纸填料
碳酸钙广泛用于造纸工业中作为纸填料。它不仅提高了产品质量,还降低了生产成本。与普通碳酸钙相比具有以下优点:(1)具有高亮度和高亮度,可以提高纸制品的亮度和缺陷;(2)纳米碳酸钙作为造纸填料的高白度,取代了较贵的高岭土,从而降低了生产成本,提高了企业的效率;(3)纳米碳酸化材料的粒径小且均匀,可以减少造纸机的磨损。使纸制品更平整,更均匀;(4)纳米碳酸钙的高吸油性可使高彩纸颜料更牢固;(5)当纳米碳酸钙填充中性纸或纸板时,可以制成纸或纸板的致密性提高。因此,使用纳米碳酸钙作为纸张的填料,纸张具有较高的堆积密度,良好的柔韧性和柔韧性,使纸张表面均匀细腻,大大提高了纸张的性能。可以实现更高的填充系数,并且在一些特殊的纸制品中,例如定量涂布纸,哑光涂布纸,甚至高达80%的填料,使纸张公司可以获得更高的经济效益。
2.1.1在高档卫生纸中的应用
随着社会的发展,人民生活水平得到了很大提高,高档卫生纸发展迅速。特别是卫生巾的发展更快。纳米碳酸钙主要用于生产透气且不透水的聚乙烯薄膜,因此对纳米碳酸钙的需求量很大。此外,随着人们生活水平的提高,对一次性尿布的需求将进一步增加。
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随着对家庭和医疗成人护理失禁垫的需求不断增加,对纳米碳酸盐的需求将更大。
2.1.2在卷烟纸中的应用
卷烟纸中碳酸钠的含量为40%-50%,即卷烟纸中碳酸钙的含量超过三分之一。纳米碳酸钙因其具有以下特点而广泛用于卷烟纸:(1)在折射率下,从卷烟纸外部看不到烟草;(2)当香烟燃烧时,碳酸钙分解成二氧化碳,使香烟不熄灭;(3)卷烟纸的灰烬可粘附在烟草上;(4)香烟纸的白度比木浆的白度高3%-5%;(5)可以提高香烟的透气性,透气性可以保证焦油香烟的质量,并且可以降低香烟中的焦油含量。
在中国纳米碳酸钙广泛用于卷烟纸。王其良等采用添加剂控制碳酸钙的粒径和形态,制备了高级卷烟纸专用沉淀碳酸钙,简要介绍了碳酸钙在卷烟纸中的作用和实验证明,这种碳酸钙改善了卷烟纸的透气性,白度和厚度,并且填料保留率也增加,其理化指标和粒度分布符合要求。左健等通过选择晶形粒度,阐述了碳酸钙特性对卷烟纸质量的影响,探讨了矿物资源,工艺技术和质量控制对特种碳酸钙生产过程的影响。梅云珍等高档卷烟纸进行了添加剂,碳化温度,搅拌速度,石灰浆浓度等添加剂的测试和讨论。在最佳工艺条件下,可获得满足进口产品各项指标的测试产品。刘立华等通过调节工艺条件,加入结晶控制剂和表面改性剂,得到高级卷烟纸生产的轻质碳酸钙。卷烟纸PCC的关键指标是吸油量,沉降量和沉降量。由于吸油量大,表面积大,粒径小,表面处理好;沉降体积也与颗粒和晶体的形状有关。研究表明,这三个指标的最佳范围是:吸油盆地75%-83%,沉积量2.93.0ml/g,沉降速度慢;此时晶体均匀,粒径也均匀,有利于卷烟质量的稳定。
2.2纳米碳酸钙在表面施胶过程中应用
纳米-CaCO3具有优异的特性,如高白度,大比表面积,高表面活性,高强度和硬度。
在表面施胶剂中加入纳米碳酸钙可以改善纸的光泽和油墨的吸收,并改善纸的光滑度。纳米碳酸钙作为表面施胶材料的优点主要体现在以下重要指标:
(1)提高IGT抗拉强度;(2)提高纸张的白度;(3)提高K&T油墨的吸附性能;(4)提高纸张的平滑度。
在纳米碳酸钙作为表面施胶材料的过程中,造纸工业和科研单位取得了丰硕的成果。张恒等研究了适量的纳米级碳酸钙,以提高涂布纸的表面强度和油墨的吸收性能。如果该量太大并且分散性差,则颗粒的聚集将导致涂布纸的性能降低。
3结语:
纳米碳酸钙是我国大型纳米材料之一,而国内生产的纳米碳酸钙产品单一,且产品质量也很低。因此,开发高品位纳米碳酸钙和开发超细,超纯纳米碳酸钙对中国造纸工业具有重要意义。中国拥有丰富的碳酸钙资源。在这种有利条件下,可以对现有的轻质碳酸钙生产商进行技术改造和工艺改进,提高碳酸钙产品的质量。超重力技术的使用将大大降低生产成本,提高碳酸钙产品的质量。随着纳米碳酸钙开发和改性研究的进一步发展,将会发现和应用更优异的性能,这对中国造纸工业提高产品质量,降低生产成本,提高企业竞争力具有深远的影响。
参考文献
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