填料特性及其Z向分布对纸张性能的影响研究
本文关键词：填料特性及其Z向分布对纸张性能的影响研究
更多相关文章： 填料粒径 粒径分布 Z向分布 分形维数 纸张性能
【摘要】：在纸张中添加填料,不仅能改善纸张性能,降低生产成本,还有利于保护森林资源,发展“低碳经济”。填料种类不同,其成纸性能具有较大的差别,即使填料物理和化学性质相同,其在纸张中分布的差异也可导致成纸性能的不同。为了探究填料特性及Z向分布对纸张性能的影响,本文从以下方面进行了研究:首先,采用机械研磨法和化学预絮聚法研究了填料粒径及分形维数对纸张结构性能、光学性能及强度性能的影响。对于粉煤灰基多孔硅酸钙(FACS)采用机械研磨法得到具有不同粒径的填料;对于沉淀碳酸钙(PCC)采用化学预絮聚的方法获得具有不同粒径的填料。采用扫描电子显微镜的背散射模式拍摄填料及纸张中填料形态后,运用图像分析软件统计了填料的粒径、粒径分布及分形维数。并对不同粒径的填料加填纸性能进行了比较。结果表明,FACS0、FACS1、FACS2、FACS3的中粒径和分形维数分别约为18.6μm、15.8μm、8.6μm、3.6μm;1.76、1.74、1.73、1.68。未添加化学助剂时,其在纸张中的粒径和分形维数分别约为18.0μm、15.3μm、8.5μm、3.6μm;1.73、1.72、1.70、1.63。填料特性基本没有发生改变,说明在抄造过程中填料未发生聚集,因此,仍可用填料自身性质分析其对纸张性能的影响。不同粒径的FACS加填纸的抗张强度顺序为:FACS1㧐FACS0㧐FACS2㧐FACS3。分形维数、填料粒径对于纸张结构性能、强度性能和光学性能具有重要影响。填料粒径和分形维数较大时,纸张的松厚度和透气性较高,不透明度较小;在一定范围内,纸张抗张指数随着粒径及分形维数的增加而增加,超过一定值后出现下降。PCC1、PCC2、PCC3的中粒径和分形维数分别约为18.5μm、11.1μm、4.3μm;1.44、1.59、1.68。其在纸张中的粒径和分形维数分别约为28.6μm、19.4μm、4.2μm;1.39、1.40、1.68。PCC1和PCC2加填前后特性发生了显著变化,此时需采用纸张中填料特性来分析其对纸张性能的影响;而PCC3特性基本未发生变化,仍可用填料自身特性分析其对纸张性能的影响。分形维数较低粒径较大的PCC1填料加填后,纸张的光学性能和松厚度较差,抗张强度较好。其次,探究了填料Z向分布曲线对纸张性能的影响,提出了弧度因子用于表征填料Z向分布特性,并探究其对成纸性能的影响。结果表明,弧度因子与纸张松厚度、透气度、不透明度、抗张强度及内结合强度有着较好的相关性。当弧度因子较大时,纸张的松厚度、透气性及内结合强度较低,而抗张指数较高。当弧度因子为零时,纸张的透气性和松厚度最高,抗张强度较低。最后,为了提高PCC加填纸强度性能,探究了PCC与滑石粉复配预絮聚,研究了相同复配填料絮聚体尺寸对纸张性能的影响。结果表明,填料复配预絮聚后形成的PCC与滑石粉填料复合体,可实现在原有预絮聚方法的基础上进一步提高加填纸成纸抗张强度。当填料含量为(20±0.5)%时,与未预絮聚PCC填料加填纸相比,絮聚体尺寸为48μm时,单独预絮聚PCC加填纸抗张强度性能可提高约46%,而当PCC:滑石粉=1:1时,抗张强度可提高约54%。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS727.6
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏宇峰;王兴军;于广锁;刘海峰;龚欣;王辅臣;;高岭土颗粒在聚丙烯酰胺作用下的动态絮凝过程[J];华东理工大学学报(自然科学版);2016年04期
2 朱文远;张辉;吴波;周积学;盛长新;叶平;;填料对聚酯成形网磨损的影响[J];中华纸业;2014年24期
3 李建国;张红杰;李海龙;杜芳;;CLSM技术在纤维表面形态和纸张结构研究中的应用[J];中国造纸;2014年08期
4 韦伟;杜茂安;朱佳;张朝升;张可方;;絮凝过程中絮体生长的多重分形行为[J];环境科学学报;2014年01期
5 张方东;李国栋;裴继诚;王长建;王海洋;王嵌嵌;;利用FBRM研究阳离子聚丙烯酰胺对高岭土的动态絮凝过程[J];中国造纸;2013年10期
6 王绍钢;王苏程;张磊;;高分辨透射X射线三维成像在材料科学中的应用[J];金属学报;2013年08期
7 吴盼;张美云;王建;王家泳;郝宁;;硅酸钙填料对AKD施胶性能的影响[J];纸和造纸;2013年07期
8 胡伟婷;李杰辉;庄金风;;填料性能对加填纸施胶的影响及加填纸施胶效果的改善措施[J];中国造纸;2013年01期
9 崔丽娟;韩卿;;纸张层间加填工艺的初步研究[J];造纸科学与技术;2011年06期
10 崔丽娟;韩卿;宋顺喜;;填料特性对层间加填成纸性能的影响[J];纸和造纸;2011年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋顺喜;多孔硅酸钙填料的造纸特性及其加填纸结构与性能的研究[D];陕西科技大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 郝宁;多孔硅酸钙/纤维复合结构的形成及其对纸张强度的影响[D];陕西科技大学;2015年
2 张海鑫;复杂网络的分形维数研究[D];西南大学;2014年
3 谷妲琳;微生物絮凝剂分形特性的研究[D];湖南大学;2012年
，本文编号：1285807
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/1285807.html
