【正文】 10???G式中 G—試樣在烘干前的重量，g； G1—試樣在烘干后的重量，g。 同時(shí)進(jìn)行兩次測(cè)定，取其算術(shù)平均值為測(cè)定結(jié)果，要求準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后第二位，兩次測(cè)定計(jì)算值間誤差不應(yīng)超過(guò) %。 CAS 的制備假定要抄 200 張紙，CAS 的用量為 %,則應(yīng)用移液管移取 (CAS 的固含量為 %)，后溶為 500ml，每張紙取 。 AKD 的制備假定要抄 200 張紙，AKD 的用量為 ％，則應(yīng)用移液管移取 改性 AKD(固含量為 %)用量瓶定容為 500ml，每張紙取 5ml。 CPAM 的乳化稱(chēng)取 的 CPAM，加入 100ml 的蒸餾水，加熱并用玻璃棒攪拌至 CPAM 完全溶解，均勻地分散在溶液中，然后稀釋至 1000ml，即濃度 %。 抄片根據(jù)由陳佩蓉等主編的，輕工出版社出版的《制漿造紙實(shí)驗(yàn)》中的相關(guān)規(guī)定操作。 抗張強(qiáng)度的測(cè)試 采用電子自動(dòng)的拉力儀，具體的操作步驟如下：(1) 切取寬 15mm 的紙樣若干條；(2) 打開(kāi)儀器，清零；(3) 將試樣夾好后啟動(dòng)儀器，至紙條斷裂記下讀數(shù)。 不透明性的測(cè)定 采用白度顏色測(cè)定儀，具體的操作如下： (1)打開(kāi)電源，將旋鈕轉(zhuǎn)至 UV 和 Ry 燈亮；22 (2) 將黑筒放入測(cè)量口，按調(diào)校按鈕，再按回車(chē)鍵； (3) 將標(biāo)準(zhǔn)板放入測(cè)量口，按調(diào)校按鈕，再按回車(chē)鍵； (4) 將紙放入測(cè)量口，按測(cè)量鍵，讀也 R∞； (5) 上黑筒，將單層紙放在黑筒上，按 R0/R//F/鍵，讀出 R0。 白度的測(cè)定 采用白度顏色測(cè)定儀，具體的操作如下： (1) 打開(kāi)電源，將旋鈕轉(zhuǎn)至 UV 和 R457 燈亮； (2) 將黑筒放入測(cè)量口，按調(diào)校按鈕，再按回車(chē)鍵； (3) 將標(biāo)準(zhǔn)板放入測(cè)量口，按調(diào)校按鈕，再按回車(chē)鍵； (4) 將被測(cè)樣品放入測(cè)量口若懸河，按一下測(cè)量鍵，記下讀數(shù)。 撕裂度的測(cè)定采用撕裂度測(cè)定儀，具體的操作如下：(1) 將指針調(diào)零；(2) 將 2 張長(zhǎng)為 75mm 63mm 的紙放到固定夾子上；(3) 用刀將紙切一個(gè)小口；(4) 擺動(dòng)重錘，記下讀數(shù)。 耐破度的測(cè)定采用耐破度測(cè)定儀，具體的操作如下：(1) 將指針調(diào)零；(2) 將寬約 50mm 的紙條放入固定夾子夾??； (3) 開(kāi)動(dòng)儀器 ,加壓至紙破裂；(4) 記下指針數(shù)據(jù)。 厚度的測(cè)定采用厚度測(cè)定儀，具體的操作如下：(1) 將紙切成 200mm250mm；(2) 將厚度儀放在無(wú)振動(dòng)的水平面上，調(diào)好零點(diǎn)；(3) 將紙放在測(cè)量口，記下讀數(shù)。 結(jié)果與討論 改性纖維加入量對(duì)紙張性能的影響 改性纖維的加填對(duì)不透明度的影響 23表 改性纖維的加填對(duì)不透明度的影響添加量/% 0 10 20 30 40 50 60不透明度/% 圖 添 加 量 對(duì) 不 透 明 度 的 影 響7879808182838485860 10 20 30 40 50 60 70改 性 纖 維 的 含 量 /%不透明度/%從圖 可以看出，隨著改性纖維量的增加，紙的不透明度先上升很快，添加量達(dá)到40%時(shí)，紙張的不透明度呈下降趨勢(shì)。因?yàn)橛绊懖煌该鞫鹊闹饕蛩赜校豪w維原料、填料的性質(zhì)及打漿質(zhì)量、紙張的定量和厚度、紙的緊度等。隨著改性纖維的加入量的增加，紙頁(yè)中的碳酸鈣含量就增加，從而紙頁(yè)的不透明度隨著增加。當(dāng)改性纖維量達(dá)到 40%時(shí)，碳酸鈣的量增加，從而使纖維絮聚，影響紙張的均度，因而就紙張的不透明度就呈下降的趨勢(shì)。 改性纖維的加填對(duì)白度的影響表 改性纖維的加填對(duì)白度的影響添加量/% 0 白度 24圖 添 加 量 對(duì) 白 度 的 影 響81828384858687880 20 40 60 80添 加 量 /%白度從圖 可以看，隨著改性纖維的加入比例的增加，紙張的白度是開(kāi)始時(shí)上升很快，在添加量到 40%時(shí)，紙張的白度就呈下降趨勢(shì)。因?yàn)殡S著改性纖維的增加，碳酸鈣的量就增加。碳酸鈣的加填能增加紙張的白度，當(dāng)達(dá)到 40%時(shí)，紙張的勻度就不好，導(dǎo)致紙張的緊度下降，從而影響紙張的白度。 改性纖維的加填對(duì)緊度的影響表 改性纖維的加填對(duì)緊度的影響添加量/％ 0 10 20 30 40 50 60緊度 g/cm3 圖 添 加 對(duì) 緊 度 的 影 響00 20 40 60 80添 加 量 /%緊度g/cm3紙張的緊度是指單位體積紙或紙板的質(zhì)量，又稱(chēng)表觀密度，是紙和紙板的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)。從圖 可以看出，紙頁(yè)的緊度隨著改性纖維的加入量，紙頁(yè)的緊度剛開(kāi)始25是上升的，但在含量為 30%左右的時(shí)候，紙張的緊度呈下降趨勢(shì)。這是由于影響紙張的緊度主要有纖維的結(jié)合力。又因?yàn)楦男岳w維的加入量的增加，碳酸鈣的量也就增加。又因?yàn)樘妓徕}對(duì)纖維有絮聚的影響，隨著加入比例的增加，紙頁(yè)的勻度下降，從而導(dǎo)致隨合成纖維的加入量的增加，紙頁(yè)的緊度先上升后下降。 改性纖維的加填對(duì)耐破度的影響表 改性纖維的加填對(duì)耐破度的影響添加量/% 0 耐破度 kgf/cm2 、 圖 加 量 對(duì) 耐 破 度 的 影 響0123450 20 40 60 80添 加 量 /%耐破度KPa.m2/g耐破度是指紙?jiān)趩挝幻娣e上的所能承受的均勻增大的最大壓力。從圖 可以看出，加入改性纖維對(duì)耐破度影響不大。因?yàn)橛绊懩推浦笖?shù)的主要因素是纖維的長(zhǎng)度，及纖維本身強(qiáng)度和纖維交織情況等。由于加填的改性纖維，不會(huì)影響紙張中纖維的長(zhǎng)度、紙張中纖維本身的強(qiáng)度，只是交織情況可能略有變化，所以對(duì)于耐破度影響不大。 改性纖維的加填對(duì)抗張指數(shù)的影響表 改性纖維的加填對(duì)抗張強(qiáng)度的影響添加量/% 0 10 20 30 40 50 60抗張強(qiáng)度/ kN/m 26圖 添 加 量 對(duì) 抗 張 指 數(shù) 的 影 響0510152025303540450 20 40 60 80添 加 量 /%抗張強(qiáng)度/KN/m抗張指數(shù)是表示紙張能承受抗張強(qiáng)度的大小。從表 可以看出，加入改性纖維后紙的抗張紙指數(shù)是降低的。影響紙張抗張指數(shù)的因素有：纖維的結(jié)合力和纖維的長(zhǎng)度，同時(shí)與纖維的交織排列和纖維自身的強(qiáng)度等也有關(guān)。因?yàn)殡S著改性纖維的增加，紙頁(yè)的填料也就隨著增加，纖維間的羥鍵被碳酸鈣給取代，所以紙頁(yè)的強(qiáng)度就下降，從而紙張的抗張指數(shù)就下降。 改性纖維的加填對(duì)撕裂度的影響表 改性纖維的加填對(duì)撕裂度的影響添加量 /% 0 10 20 30 40 50 60撕裂度/ 2/g 11 圖 添 加 量 對(duì) 撕 裂 度 的 影 響0246810120 20 40 60 80添 加 量 /%撕裂度/mN.m2/g撕裂度表示紙張搞撕裂的能力。撕裂紙張所做的功包括把纖維拉開(kāi)和把纖維拉斷兩部分。一般拉開(kāi)纖維所做的功比拉斷所做的功要大。從圖 可以看出，隨改性纖維的加27入比例的增加，紙的撕裂度是逐漸下降。因?yàn)橛绊懰毫讯鹊拇笮≈饕獩Q定纖維的平均長(zhǎng)度，其次是纖維的結(jié)合力。由于改性纖維的加入，碳酸鈣的量就隨著增加，纖維與纖維間的結(jié)合力被碳酸鈣給取代，因而紙張的結(jié)合力有所下降。導(dǎo)致紙張的撕裂度就下降。 加入 10%改性纖維與加入 20%的 CaCO3 的比較 表 加入 10%改性纖維與加入 20%的 CaCO3 的比較添加量%不透明度%白度緊度g/m3撕裂度抗張指數(shù)KNm耐破度10% 20% 從表 可以看出，加入 10%改性纖維與加入 20%研磨 CaCO3 相比較之下，只有紙的不透明度只下降 %，紙頁(yè)的白度、緊度、撕裂度、抗張紙數(shù)是增加的，耐破度基本不變的。這說(shuō)明 10%的改性纖維比加填 20%研磨 CaCO3 好，也就說(shuō)明了，在加填 10%的改性纖維時(shí)能達(dá)到低灰分、高透明度的效果。 小結(jié)：，隨著加入改性纖維的比例增加，紙的不透明度、白度是增加的， 耐破度是不變的，撕裂度、抗張強(qiáng)度是降低的，紙張的緊度先上升后下降。這是因?yàn)殡S著改性纖維的加入比例的增加，紙張的碳酸鈣含量就會(huì)增加，從而紙的不透明度、白度就增加。由于碳酸鈣的增加，說(shuō)明紙張中填料增加，從而紙的撕裂度、抗張強(qiáng)度也就隨著下降。由于碳酸鈣的增加，當(dāng)碳酸鈣加入一定量時(shí)，纖維易絮聚，因而影響紙張的勻度，從而在紙張的緊度就先上升后下降。，影響紙張的勻度，從而影響紙張的性能，所以改性纖維的加入量為 10%為最佳。 10%與加入 20%的 CaCO3 紙張性能相比較：紙的不透明度、緊度有所下降，但白度、撕裂度、抗張紙數(shù)是增加的，耐破度基本不變。所以相對(duì)來(lái)說(shuō)改性纖維配抄比的效果好，能達(dá)到低灰分、高不透明度的效果。28第四章 小結(jié) 反應(yīng)溫度對(duì)改性纖維的影響：溫度的變化對(duì)改性纖維中的碳酸鈣大小有顯著影響，隨著溫度的增加，纖維的增重量逐漸減少。當(dāng)反應(yīng)溫度為 15℃時(shí)，產(chǎn)品平均粒徑約為 4590nm，粒度大小分布較均勻，分散性相對(duì)略好在低溫(T≤15℃) 下合成的納米碳酸鈣產(chǎn)品結(jié)品非常完整，絕大多數(shù)為球形，但在過(guò)低的溫度下進(jìn)行碳化反應(yīng)得到的產(chǎn)品的粒度相對(duì)較大，分散性相對(duì)略差；。當(dāng)碳化溫度為 25℃時(shí)，產(chǎn)品存在球形和棒狀兩種品形，產(chǎn)品的粒度相差較大，分散性相對(duì)較差；在較高的反應(yīng)溫度(T≥40℃) 下，得到的碳酸鈣產(chǎn)品為平均粒度較大，大小相差懸殊，分散性很差的紡錘形顆粒。又由于 CO2 的溶解度和 Ca(OH)2 的溶解度隨溫度的升高而降低，而懸浮體系的粘度隨溫度的升高而降低，當(dāng)碳化反應(yīng)溫度較低時(shí)，CO 2 和 Ca(OH)2 在水中的溶解度較大，有利于提高碳化反應(yīng)速度，得到的產(chǎn)品粒徑相對(duì)較小，粒度分布較29均勻。溫度過(guò)低，使晶體成核速率減慢，溫度過(guò)高時(shí)，這時(shí)碳酸鈣晶體的生長(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)，隨著碳化反應(yīng)的進(jìn)行，晶體逐漸長(zhǎng)大，最終得到的產(chǎn)品粒度較大，考慮到所有的因素，反應(yīng)溫度為 15℃為宜。 CO2 的流量對(duì)改性纖維的影響由于增加氣體流量，有利于提高氣體流動(dòng)，使 CO2 的傳質(zhì)速率加快，但是氣體流量的增加，CO 2 吸收率下降，需耗費(fèi)大量的原料氣，所以采用 CO2 的流量大約為 20m3/h 為宜。 Ca(OH)2 的濃度對(duì)改性纖維的影響由于 Ca(OH)2 的溶解度隨溫度的升高而降低，而且溶解度很低，所以從節(jié)約原料的角度來(lái)看，采用濃度為 1%的 Ca(OH)2。 CO2 的流量對(duì)改性纖維的影響由于增加氣體流量，有利于提高氣體流動(dòng)，使 CO2 的傳質(zhì)速率加快，但是氣體流量的增加，CO 2 吸收率下降，需耗費(fèi)大量的原料氣，所以采用 CO2 的流量大約為 20m3/h 為宜。 攪拌速度對(duì)改性纖維的影響由于提高攪拌轉(zhuǎn)速，纖維的增重是逐漸減少的。當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速較低時(shí)，傳質(zhì)、傳熱效果較差，碳酸鈣的過(guò)飽和度低，結(jié)果形成的碳酸鈣粒度較大。攪拌速度為 300 rpm 時(shí)，碳酸鈣成球形，所以攪拌速度最佳為 300 rpm。 改性纖維配抄的最佳工藝據(jù)所有的實(shí)驗(yàn)表明，隨著改性纖維的加入比例的增加，紙頁(yè)的不透明度、白度是增加的，耐破度基本不變，撕裂度、抗張指數(shù)是下降的，緊度是先上升后下降。在改性纖維配抄比例為 10%時(shí)，紙業(yè)的白度為 ，不透明度為 %，緊度為 ，撕裂度為 ，耐破度為 ，將它與加填 20%的碳酸鈣相比，紙頁(yè)的緊度、不透明度了略有下降，白度、撕裂度、抗張紙數(shù)是增加的，耐破度是不變的。由于隨著改性纖維加入比例的增加，纖維易絮聚，紙張的勻度就不好，從而就影響紙張的性能。因此改性纖維配抄的最佳工藝為 10％。30致謝本論文是在戴紅旗教授和高蘭敏、袁力斌研究生的悉心關(guān)懷和精心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)作風(fēng)、勇于創(chuàng)新的精神給作者留下了深刻的印象。在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，導(dǎo)師極大地激發(fā)了我的熱情和潛力，給了我充分單獨(dú)思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。同時(shí)感謝高蘭敏、袁力斌研究生的協(xié)作和指導(dǎo)，從而使我的學(xué)習(xí)、生活起到積極的指導(dǎo)性作用。 在做論文的過(guò)程中，我還得到了宜勇剛工程師、劉學(xué)兵工程師等老31師的熱情幫助和指導(dǎo)，為我能夠順利完成論文提供了必要的實(shí)驗(yàn)器材和方便。在此我要向他們表示最誠(chéng)摯的感謝！ 最后，我要向所有在本論文完成過(guò)程中幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝！作者：冒 海 燕二零零六年五月五日參考文獻(xiàn)[1] 林治憲 趙學(xué)融，紙的不透明度及提高途徑的研究成果，開(kāi)津輕工業(yè)學(xué)院[2] 石淑蘭 何福望，制漿造紙分析與檢測(cè)，中國(guó)輕工業(yè)出版社[3] 孔駿，碳酸鈣在造紙工業(yè)中的應(yīng)用，四川造紙，第 25 卷，第 2 期[4] 朱勇強(qiáng)，造紙助劑與濕部化學(xué)專(zhuān)題( 十一)—造紙?zhí)盍系墓δ芘c生產(chǎn)中的合理選用，上海造紙，第36 卷，第 3 期[5] 劉洪斌，董榮業(yè)，碳酸鈣的應(yīng)用，西南造紙，[6] 馬晶 李青山 楊占國(guó) 李超 張維興，納米碳酸鈣的性能與應(yīng)用，化工時(shí)刊， 2022 年第 7 期[7] 袁世炬，紙張結(jié)構(gòu)、性能與影響因素 湖北造紙，2022 年第一期[8] 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