纳米硫酸钡复合材料对改善纸张性能的研究

发布时间：2022-01-08 08:48

　　作为造纸填料的二氧化钛（TiO₂）价格昂贵,为降低生产成本,着重研究了纳米硫酸钡复合材料部分替代TiO₂作为填料和涂布颜料对纸张物理性能的影响。结果表明,添加一定量的纳米硫酸钡复合材料有助于TiO₂的分散;当纳米硫酸钡复合材料作为浆内添加填料时,在替代量为0～16%的变化范围内,纸张的物理性能得到改善,替代量为6%时,纸张的白度提升至89.0%,不透明度达到96.5%;当纳米硫酸钡复合材料作为涂布颜料时,随着涂布量的增加,纸张油墨吸收性呈现增长的趋势,L_ab^*值中b^*值逐渐减小,纸张抗蓝光能力显著增强。 

【文章来源】：中国造纸. 2020,39(12)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

浆内加填纸的抄造流程图

表面微涂纸张制备流程图

图4(a)和4(b)显示了不同加填替代量的纳米Ba SO4复合材料对纸张白度和不透明度的影响。在填料全为Ti O2时，纸张白度与不透明度分别为88.7%和95.5%，而当填料全为纳米Ba SO4复合材料时，纸张白度与不透明度性能均下降，白度为87.5%，下降了1.2个百分点，不透明度为95.0%，下降了0.5个百分点。由图4(a)还可以看出，在0～16%的纳米Ba SO4复合材料替代Ti O2的范围内，随着替代量的增加，白度及不透明度性能变化趋势稳定，白度稳定在88.6%以上，整体白度相对于添加全Ti O2纸张均有所增加。在纳米Ba SO4复合材料替代量为6%时，白度最高，达到89.0%，与添加全Ti O2的纸张相比，增加了0.34%；不透明度达到96.5%，增加了1.05%。因此利用纳米Ba SO4复合材料部分替代Ti O2进行浆内加填，可以提高纸张白度与不透明度。从图4(c)可以看出，纸张的抗张指数随着纳米Ba SO4复合材料替代量的增加呈上升趋势，并且在纳米Ba SO4复合材料的替代量为6%时增长至22.9 N·m/g，继续增加纳米Ba SO4复合材料的替代量，抗张指数增加效果不明显。这些结果的出现与纳米Ba SO4复合材料本身的特性有关，纳米Ba SO4复合材料具有稳定性好、比表面积大及表面活性高等[21]特性，使粒子彼此不易凝聚且易吸附其他物质，可以增强助剂在水中的分散性；此外，无机纳米粒子与纤维之间很难形成氢键作用，从而削弱了纳米材料与纤维间的结合力，使纸张的力学性能明显降低[22]；纸张抗张强度的小幅上升可能是因为纳米Ba SO4复合材料自身的强度，适量添加可在一定程度上提高纸张的力学性能[14]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米二氧化钛分散性及在功能纸上的研究进展[J]. 张建平,张川,张千.  造纸装备及材料. 2019(02)
[2]涂料涂布对人造板装饰原纸表面性状和印刷适性的影响及其机制[J]. 张正健,张启莲,张明志,黄汝权.  林业科学. 2018(01)
[3]纳米二氧化钛在制浆造纸中的应用研究进展[J]. 徐兆楠,罗庆,王松旭,金海兰.  黑龙江造纸. 2017(01)
[4]纳米技术在造纸工业中的应用[J]. 查瑞涛,张春亮.  中华纸业. 2016(21)
[5]纳米纤维素的制备及其对纸张增强作用的研究[J]. 赵永虎,王俊芬,吴玉英,张学铭.  造纸科学与技术. 2015(02)
[6]全球造纸用矿物颜料现状及趋势研究[J]. 彭春艳,马菊英,魏茜茜,金成彬.  建材世界. 2015(01)
[7]纳米硫酸钡的研究进展[J]. 陈虞亮,张雷.  广东化工. 2013(18)
[8]纳米硫酸钡改性高密度聚乙烯网箱框架材料的耐老化性能和热性能[J]. 陈晓蕾,石建高,刘永利,王磊,王鲁民.  海洋渔业. 2012(01)
[9]钛白粉在造纸工业中的应用[J]. 张元静,黎振球,苏彦芳,曹成赟,吕兴华.  造纸化学品. 2010(05)
[10]TiO2对含高得率浆涂布纸白度稳定性的影响[J]. 吴振娟,臧永华,刘洪斌,杜娟.  中国造纸. 2010(04)

硕士论文
[1]表面处理对装饰原纸的纸页结构和性能的研究机制[D]. 杨延昭.山东轻工业学院 2012
[2]功能性复合填料的制备及应用[D]. 刘雅萍.华南理工大学 2011
[3]纤维特性与纸页撕裂性能关系的研究[D]. 刘洪斌.天津科技大学 2004



本文编号：3576257