花瓣状碳酸钙的制备研究及应用

发布时间：2017-11-05 19:27

  本文关键词：花瓣状碳酸钙的制备研究及应用

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【摘要】：造纸工业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业。碳酸钙作为造纸工业的重要填料之一,其晶体的形貌、粒径的大小对其性能和应用都有显著影响。碳酸钙应用在卷烟纸行业,是卷烟纸质量和卷烟性能的重要影响因素。本论文运用膜分散技术原理,自制膜分散碳化反应器,考察碳酸钙生产过程中的工艺因素,以碳酸钙形貌、粒径和造纸业HG/T2226-2010的行业标准为主要考察指标,摸索出生产高档卷烟纸专用碳酸钙——花瓣状碳酸钙的工艺条件,并将所制备的花瓣状碳酸钙经淀粉/硬脂酸钠复合改性后作为填料应用,使得卷烟纸的抄造变得可行。本论文研究的主要内容如下:根据膜分散技术原理,自制膜分散碳化反应器,搭建了膜分散碳化反应工作平台,以产物碳酸钙含量、沉降体积、白度为指标,考察了自制膜分散碳化反应器的可操作性。结果表明,自制膜分散碳化反应工作平台可用于轻质碳酸钙的制备,优化条件下制备的轻质碳酸钙的沉降体积为4.0mL、白度为95.3,符合造纸业HG/T2226-2010中优等品的要求。利用上述膜分散碳化反应工作平台,运用单一变量法,研究了生产过程中的工艺因素变化对花瓣状碳酸钙粒径和形貌的影响,并确定了制备花瓣状碳酸钙单一变量法的最优工艺条件为:碳化反应体系温度为60℃,Ca(OH)2悬浮液的质量浓度为6%,CO2与N2的混合气体流量分别为200和400(mL·min-1),晶型控制剂为磷酸、添加量为2%,加入时间为碳化反应开始后5min。为探究制备花瓣状碳酸钙工艺中各因素之间的交互作用,设计L16(45)正交实验,得到制备花瓣状碳酸钙的最佳工艺条件:碳化反应体系温度为60℃、Ca(OH)2悬浮液的质量浓度为8%、CO2与N2的混合气体流量分别为100和200(mL·min-1)、磷酸添加量为2%、添加的时间为开始反应后5min。制得D50平均粒径为3.25μm,D90平均粒径为4.08μm,形状为花瓣状的碳酸钙,其碳酸钙含量、沉降体积、白度、pH值、盐酸不溶物、游离碱含量、105℃下挥发物含量等指标,均达到了造纸HG/T2226-2010行业标准优等品的要求。以卷烟纸碎纸浆为原料,分别用淀粉和淀粉/硬脂酸钠改性过的花瓣状碳酸钙作为填料进行抄纸。根据所抄造纸张的抗张强度、撕裂指数、耐破指数为主要考察指标选择改性剂。研究表明,以淀粉/硬脂酸钠作为改性剂的花瓣状碳酸钙所抄造的纸张的抗张指数、撕裂指数、耐破指数等物理指标都高于未改性过的花瓣状碳酸钙和用淀粉改性过的花瓣状碳酸钙作填料所抄造的纸张,且所抄造的卷烟纸产品的透气度等物理指标达到了卷烟纸HG/T 4204-2011B级标准的质量要求。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.32;TS72

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本文编号：1145552