聚合物用量和混合條件對CSM體系助留效果影響的研究

1、 聚合物用量和混合條件對 CSM 體系助留效果影響的研究胡芳¹齊齊哈爾大學,黑龍江齊齊哈爾, 161006摘要:微粒助留技術能夠很好地改善紙頁的留著、脫水和紙頁勻度。近些年來, 這一助留體 系更加受到造紙界的廣泛重視。本文通過實驗,著重論述聚合物用量和混合條件對 CSM 體 系助留效果的影響。關鍵詞:聚合物,混合條件, CSM 體系,助留效果。前言:近年來, 隨著紙機向高 速化、大型化、中性化抄造 發(fā)展, 在紙和紙板的生 產 中, 以往的一元助留助濾體 系, 用來控制漿料中 纖維 和 其他成分 系的 絮 聚, 以改善 留著和濾水性能。 已得不 到 滿意 的效果 ;同時 ,在高速 紙機

2、脫水 成形 過 程 中, 添 加 進 系 統(tǒng) 的助留 劑會 受到高剪切作 用。 因此 , 為了 在高速 剪切 條件 下獲得良 好的留著, 具有較 高 絮 聚 強 度的助留系 統(tǒng)是必要 的。 新 型的微粒系 統(tǒng) 以 陰離子膠 體 硅與陽離子淀粉或 C-PAM 和膨潤土為基礎 。 這些系 統(tǒng)成功 地 獲得了 更高的留著 率(特別是填 料留著 率 、更好的濾水性和紙 張強 度。 濾 水性的改善 獲得了 更好的 成形 、 更高的 抗剪切力 和更 好的紙頁勻度, 這 比當時使 用的 單 元聚 丙烯酰胺或雙 元聚合物系 統(tǒng)具有明顯 的 優(yōu)勢 , 更能 勝任現代 高速紙 機的抄紙 要求 。 11實驗1.1實

3、驗目的:研 究 聚合 物用 量和 混 合條件對 CSM 體系助留效 果影響。1.2實驗原理:所 謂 微粒助 留系 統(tǒng) 就 是先 往漿 內添 加高 分子 陽 離子 聚合物 (例如 CPAM 、 陽離子淀粉 CS , 繼之添 加 活 性 比表 面積非常 大 帶 高 密 度 負電荷 的 特 殊無 機 顏 料粒 子(例如膨潤土 、 膠 體 二氧 化 硅 、 所 構 成 的 新 型 雙 元助留系 統(tǒng) , 該 系 統(tǒng) 能產生非常 有 利于 助 留和改善紙頁勻度的 絮 凝 作 用。 2本實驗 采 用 DDJ(動態(tài)濾水 儀 模擬 紙漿 上網 過 程 ,向紙漿中 添 加 陽離子淀粉CS 和 膠 體 二氧 化 硅

4、 , 然后測定 濾 出 物的 透光 率 。 通過改 變轉 速 (剪 切力作 用效果 和聚合物用量, 觀察 濾出 物 透光 率 的 變 化 情況 , 繼而 研究 聚合物 用量和混合條件對 CSM 體系助留效果影響。1.3實驗藥品:白 紙板 芯層 紙漿, 取自 山東某 紙 廠 ;陽離子淀粉 CS ;膠 體 二氧 化 硅 。 1.4實驗器材:DDJ (動態(tài) 濾水 儀 , 制 漿造紙實驗 纖維 標準解 離 器 , 可見 分 光光 度 儀 , 錐 形 瓶 (100ml , 量 筒 (500ml , 容 量 瓶 (100ml 。1.5實驗步驟:1.5.1漿料水 分 測定: 準確稱取 710g濕 漿 (精確

5、至 0.0001g , 濕 漿量 應相 當 于絕干 漿量 23g 于 潔凈 的 已 烘干至恒 重的 扁 形 稱 物 瓶 中, 置于 (105±2 烘箱 中 烘 46h, 將稱 量 瓶 移入干燥器 中, 冷卻 0.5h 后稱 量。 然后將稱 量 瓶再移 入烘箱 , 繼 續(xù)烘 1h , 取出置 于干燥器 中 冷卻 0.5h 后 , 再 稱 量。 如此 重 復 , 直至質 量 恒 重 為 止 。漿料水 分 含 量 x (% 按 下 式計算: x=mm -m 1×100% 式 中 : m 漿料在 烘干 前 的 質 量, gm 1 漿 料 在 烘 干后 的 質 量, g以 兩 次 測

6、 量 的 算 術 平 均值 作為 結 果, 準確 到 小數點 后 第 二 位 , 兩次 測定 值間 誤差 不 超 過 0.2%。 3 1.5.2 漿料 準 備 :實驗 共需 測定 12份試 樣 , 每份需 2.5g 絕干 樣 , 所 以 共需配 制 2.5×24=30g。 (一 份備 用 。表 1 漿料 組 分 情況QRP 楓木 騎士 損 紙 比例 /% 40 20 10 30 需 絕干 料 /g 13 6.5 3.25 9.75 稱取 風 干 料 /g 53.13 22.29 12.055 30.265 風 干 料 濃 度 /% 24.4682 29.1585 26.9627 32

7、.2167 風 干 料 含 水 /g 40.1315.798.80520.5151.5.3 稀釋 至 0.5%的 濃 度 :風 干 料 含 水=40.13+15.79+8.805+20.515=85.24ml再 加 水 量 =%5. 05. 32%25. 3285.24=4789.76ml1.5.4 DDJ(動態(tài) 濾水 儀 實 驗 :取 500ml 濃 度 為 0.5%的紙漿, 倒 入 DDJ 罐 中, 攪拌 速度 為(1 , 加 入 一 定 量的聚合物, 繼 續(xù) 攪拌 30s ,將 攪拌 器 速度 調節(jié) 至 (2 ,攪拌 30s 。 再將 攪拌 速度 調 節(jié) 至 (3 ,加 入 一 定 量的

8、 硅 膠 微粒, 繼 續(xù) 攪拌 60s 。 打 開閥門 , 收集 濾 液 100ml , 倒 入錐 形 瓶 中。 1.5.5 測定透光 率 :設 定 波長 為 500nm , 調 100%和 調 0。將 錐 形 瓶 中 的濾 液 倒 入 比 色皿 中, 測定透光 率 。1.6實驗條件:硅膠 用量 為 1ml , 攪拌速度 (2為 700rpm , 攪拌速度 (3為 350rpm 。 實驗一 攪拌 速度 (1為 350rpm , 研究 聚合物用量的 影響,聚合物用量 為 0, 1, 2, 3, 4, 5ml 。實驗 二 聚合物用量 為 3ml , 研究 攪拌 速度 (1 的影響 :200, 35

9、0, 500, 650, 800, 950rpm 。1.7實驗數據: 實驗一:表 2 聚合物用量 不同時 透光 率 變 化 情況 聚合物用量 /ml 0 1 2 3 4 5 透光 率 /%44.148.753.764.576.983.2實驗二 :表 3 攪拌 速度 不同時 對 透光 率 變 化 情況 攪拌 速度 /rpm 200 350 500 650 800 950 透光 度 /%62.463.975.081.685.586.72.1 微粒助留系 統(tǒng) 所 謂 微粒 助留系 統(tǒng) 就 是先 往 漿 內添 加高 分子 陽 離子 聚合物 (例如陽離子淀 粉 CS 、 CPAM , 繼之添 加活 性

10、比表 面積非常 大 帶 高密 度 負電荷 的 特 殊無 機 顏料粒 子(例如膨潤土 膠 體二氧 化 硅 所 構 成 的 新 型 雙 元助留系 統(tǒng) , 該 系 統(tǒng) 能產生 非常 有 利于 助留和改善紙 頁勻度的 絮 凝 作 用。 22.1.1聚合物用量 不同 時 透光 率 變 化 情況圖 1為 聚合物用量 不同 時 透光 率 變 化 情況 , 由圖 可 見 , 當 聚合物 為 01ml時 濾 出 物 透光 率 緩慢增 加 ; 當 聚合物用量 為 2ml 時 , 濾 出 物的 透光 率為 53.7%, 之 后 呈快 速 增長趨 勢; 至 聚合物用量 為 5ml 時 增 速 有所 減緩 。由圖 可

11、知 , 加 入 聚合物 時較之 沒 加聚合物 時 的濾 出 物 透光 率有明顯 增 加。 圖 1 聚合物用量度 透光 率 影響2.1.2攪拌 速度 (剪切 力 的改 變 對 透光 率 變 化 情 況圖 2為 攪拌 速度 (剪切 力 的改 變 對 透光 率 變 化 情況 , 由圖 可見 , 當 轉 速 為200rpm 、 350 rpm時 ,濾 出物的 透光 率分別為 62.4%和63.9%;之 后 呈 快 速 增 長 趨 勢 , 直至轉 速 為 950 rpm時 濾 出 物 透光 率 增長 有所 減 緩 。 圖 2 攪拌 速度 (剪切力 對 透光 率 影響3.1在 微粒助留系 統(tǒng) 實 驗 中,

12、 當 有 聚合物加 入 體 系 時 ,濾 出 物 透光 率有所 增 加, 說 明 聚合物的加 入 對微 粒的助留 作 用 有 積 極幫 助。 3.2在微粒助留系 統(tǒng) 實驗中,隨聚合物用量的 增 加,濾 出 物 透光 率 也增 加, 說 明聚合物的用量對微粒的助留 作 用 有 積 極幫 助。3.3在微粒助留系 統(tǒng) 實驗 中, 當 攪拌 速度 增 大 時 ,濾 出 物 透光 率 也 隨 之 增 加, 說 明 攪拌 速度對微粒的助留 作 用 有 積 極 的 幫 助。參考文獻:1張 紅杰 胡惠仁 , 新 型的微粒助留體系,造紙 科 學 與 技術, 2004年 第 23卷第 3期 ; 2蔣奕峰 曾 健

13、陳祖鑫 , 適 用 于 高速抄造的 新 型微粒助留技術, 西南 造紙, 2004:Vol.33, No.6;3石淑蘭 何福望 ,制漿造紙 分 析 與 檢 測 ,中 國 輕工業(yè) 出 版社 , 2003-5:118;Study on Effect of Polymer Use Level and Mixing Condition on CSM SystemHu Fang¹Qiqihar University, Qiqihar161006, Heilongjiang ,ChinaABSTRACT :R etention technology of fine particles can commendably improve paper s retention, deckering and evenness. In recent years,this retention sy