造纸填料预处理方式对比分析

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先量取3份1L填料试样，分别装入量筒中，并编号：1#为空白、2#添加0.4ml预处理剂4690、3#添加0.4ml预处理剂DEV210，分别检测填料颗粒直径大小d（v，0.5）（μm），优选预处理剂。再量取2#样2份各50ml，分别搅拌2、4min，然后检测填料颗粒直径大小d（v，0.5）（μm）；取3#样4份各50ml，分别搅拌2、4、8、16min，然后检测填料颗粒直径大小d（v，0.5）（μm）；取3#样2份各25ml，加水稀释到50ml，分别搅拌2、16min，然后检测填料颗粒直径大小d（v，0.5）（μm）；取绝干芦苇浆2.2g各18份，分别加3ml助留剂P182，其中9份分别加填料1#样0.9~1.7ml，另9份分别加填料3#样0.9~1.7ml，搅拌均匀后抄片，同时检测滤液水浓度。采用成都精新粉体测试设备有限公司生产的JL-1166型激光粒度测试仪（湿法）进行检测。纸片抄制在陕西科技大学机械厂生产的纸样抄取器上进行，型号为ZQJ1-B-II，强度性能检测遵照国家标准要求进行。

1不同预处理剂效果的比较

图1反映了55级填料GCC及填加2kg/ton预处理剂4690和DEV210后，颗粒直径大小分布情况。从图中可以看出，填料GCC细小颗粒较多，数量比例大，填料中添加预处理剂后，颗粒明显变大，且DEV210预处理效果较4690预处理效果要好。未处理的填料颗粒大小d（v，0.5）（μm）为4.8左右，4690预处理后增大为14.0左右，DEV210预处理后增大为86.4左右。填料经预处理后颗粒越大越好，由于细小填料比表面积较大，严重影响系统保留及其它化学品的消耗，因此DEV210预处理后的填料颗粒最大，最容易被保留，为此优选DEV210为预处理剂。

2填料预处理剂后稳定性的比较

图2反映了填料预处理后再进行搅拌时，颗粒直径大小变化情况。从图中可以看出，随搅拌时间增大，填料颗粒会重新变小，经DEV210预处理后颗粒大小优于经4690预处理后，同时随搅拌时间增大，经DEV210预处理后颗粒大小范围窄。经DEV210预处理后填料搅拌16min时，颗粒大小d（v，0.5）（μm）从86.4左右下降为30.2左右，经4690预处理后填料搅拌4min时，颗粒大小d（v，0.5）（μm）从14.0左右下降为11.3左右，说明经DEV210预处理后的填料絮团抗剪切能力强，稳定性更好。由于填料加入纸机湿部系统后会受到浆泵、压力筛等设备的剪切力作用，预处理后的填料颗粒虽变得较大，但经剪切后填料颗粒会重新变小，不过仍较未进行预处理的填料颗粒直径大几倍。

3填料预处理后颗粒大小与浓度、时间的关系

图3反映了预处理后的填料颗粒大小随搅拌时间不同而不同，同时随填料浓度的变化而改变。从图中可以看出，10%固含量的填料搅拌2min时，颗粒大小d（v，0.5）（μm）62.4左右，搅拌16min时，颗粒大小d（v，0.5）（μm）36.4左右；20%固含量的填料搅拌2min时，颗粒大小d（v，0.5）（μm）86.4左右，搅拌16min时，颗粒大小d（v，0.5）（μm）30.1左右，说明经DEV210预处理后填料颗粒大小与填料浓度成反比，与搅拌时间也成反比。填料预处理后浓度越小，抗剪切能力越强，在生产中填加填料浓度一般控制为12.5-15%较好，且尽可能在压力筛前加入，这样可缩短剪切时间，减少预处理后填料受剪切力影响的程度，使用效果会更好。

4预处理与未预处理填料加填后成纸物理强度指标的比较

图4反映了填料预处理后再加入浆料中，成纸物理指标变化趋势。从图中可以看出，吨填料中先添加2kgDEV210，在成纸灰分相同时，成纸撕裂指数变化不明显，但成纸纵向裂断长指标明显上升。例如，灰分为24%时，填料预处理与未预处理时成纸撕裂指数均为4.4kPa.㎡/g，而填料预处理后加填成纸纵向裂断长为4.1km，填料未进行预处理加填成纸纵向裂断长为3.7km，裂断长指标提高了0.4km。而灰分为27%时，填料预处理后加填成纸纵向裂断长为3.7km左右，说明在成纸物理强度指标接近的前提下，可以提高成纸灰分3%左右。采用填料预处理后能提高成纸强度指标的原因可能为：填料颗粒增大，特别是细小填料含量大量减少后，对纤维之间的结合影响减弱，同时预处理后填料颗粒虽变大，但颗粒柔软，容易附着在纤维上，从而达到提高纸张强度的目的。

5预处理与未预处理的填料加填后首程留着率的比较

图5反映了预处理与未预处理的填料加入浆料中，首程留着率的变化趋势。从图中可以看出，填料预处理后再加填，首程留着率将明显提高。例如，灰分为26%左右时，首程留着率为71.1%左右；预处理后填料加填，首程留着率为75.6%，提高了4.5%以上。填料经预处理后，填料颗粒，特别是细小填料颗粒粒径增大，更容易沉积在纤维上。在相同的填料加入量时，具有较高的保留率。

综上实验可知，DEV210预处理后的填料颗粒最大，最容易被保留，抗剪切能力相对更强，为此后续实验选择DEV210为预处理剂；预处理后的填料粒径随搅拌时间和填料浓度的增加而降低，预处理剂加入条件需要考虑相应的影响因素；采用预处理后的填料加填，可提高填料的加入量，成纸灰分可提高（1～3）%，同时纸张强度指标变化不大；填料固含量越低，其预处理后颗粒增大效果越好，改善浆料滤水性能越好，且首程留着率可提高（3～5）%。总而言之，预处理后的填料在填料留着率及成纸性能方面有较大的提升。（本文作者：刘城镇、曾志国、黄毕林 单位：赤壁晨鸣纸业有限公司）