水溶性高分子乳液改性二氧化钛/无机复合物及其在造纸工业中的应用
在全球的造纸行业中，大多都应用非金属矿物作为造纸填料，高达80多种，这是因为在造纸填料中应用非金属矿物可以在降低成本的同时改善纸张性能，例如可以在纸张的光泽度、白度、不透明度、撕裂度等方面性能有所提升等。目前，在造纸行业中常用的非金属矿物有高岭土、硅灰石及金红石型二氧化钛。金红石型二氧化钛在遮盖力、消色力、光泽、分散性和耐侯性等方面性能优异，可以有效改善纸张的光学性能，是最优异的造纸填料，但是由于技术和资金方面的问题无法达到高质量产能。高岭土性能优异，白度较高，遮盖力好，能提高纸张的不透明度，可以作为造纸填料应用于造纸中。硅灰石具有白度、亮度、光泽度、化学稳定性、耐碱性、吸湿性（＜4%）、吸油率等显著优点，可以作为造纸填料改善纸张性能。 本论文从考虑原料成本及纸张性能方面出发，选择高岭土和硅灰石作为基体，苯丙乳液作为粘结剂，金红石型二氧化钛为包覆层，采用气流搅拌法制备了高岭土@二氧化钛复合物和硅灰石@二氧化钛复合物，所制备的两种复合物性质与金红石型二氧化钛性质相似，在造纸工业中可部分或者全部替代二氧化钛。 首先，在机械力搅拌的作用下使高岭土浆液分散良好，然后向浆液中添加苯丙乳液并通入空气流，使金红石型二氧化钛在通入的空气流搅拌下沉积在高岭土表面制备不同二氧化钛添加量高岭土@二氧化钛复合物。通过对所制复合物采用FESEM、XRD、UV-Vis、FT-IR、白度等测试方法进行表征，结果表明，在高岭土表面已包覆一层均匀的二氧化钛颗粒，且当而二氧化钛添加量为15%时，包覆效果和分散性最佳。 其次，在机械力搅拌的作用下使硅灰石浆液分散良好，然后向浆液中添加苯丙乳液并通入空气流，使金红石型二氧化钛在通入的空气流搅拌下沉积在硅灰石表面制备不同二氧化钛添加量硅灰石@二氧化钛复合物。通过对所制复合物采用FESEM、XRD、UV-Vis、FT-IR、白度、耐酸性等测试方法进行表征，结果表明，在硅灰石表面已包覆一层均匀的二氧化钛颗粒，且当二氧化钛添加量为20%时，包覆效果和分散性最佳。 最后，将制备的一系列高岭土@二氧化钛复合物和硅灰石@二氧化钛复合物作为造纸填料应用于造纸中，考察复合物对金红石型二氧化钛的替代效果。通过对纸张进行白度、撕裂度、不透明度、填料留着率等表征分析，结果表明，高岭土@二氧化钛复合物和硅灰石@二氧化钛复合物作为造纸填料时能明显改善纸张性能，如可以提高纸张的白度和不透明度。因此，在造纸过程中，高岭土@二氧化钛复合物和硅灰石@二氧化钛复合物可以部分或者全部替代金红石型二氧化钛。
复合造纸填料;二氧化钛;高岭土;硅灰石;气流搅拌法;高分子乳液
吉林大学
硕士
物理化学
周兵
2020
中文
TS727
2020-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）