造纸化学品实验报告

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1、 化学品实验题目：CPAM/改性膨润土微粒助留助滤体系在文化纸与箱板纸中的应用研究学 生： 学 号： 院（系）： 专 业： 指导老师： 2012年 12 月 14 日摘 要：通过实验来验证在加入膨润土和不加膨润土，以及加入一定量的CPAM，加入不同膨润土的情况下纸张各物理性能有什么变化。从而对膨润土在纸张抄造过程中的影响进行研究。关键词：膨润土、CPAM、物理性能 据中国造纸协会调查显示，2010年全国纸浆消耗总量8461万吨，较上年 7980 万吨增长6.03%。可见，随着造纸行业的发展，浆耗成本也必定跟随增加。通过各种途径，降低生产成本，势在必行。 助留剂的应用，可以在一定程度上降低吨纸浆

2、耗，从而达到降低成本的目的。助留的作用是使疏水性胶体悬浮液产生聚集，从而达到被截留在造纸机的网案上成为湿纸幅的目的。 膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的细粒粘土。中国膨润土矿资源非常丰富，全国23个省（区）皆有膨润土矿产出，预测资源在70亿吨以上，到2005年底全国探明保有储量近50亿吨，居世界第一位。制浆造纸是一个工艺过程复杂的行业，其中涉及到许多的物理反应，也需要添加多种无机、有机助剂，以达到优化工艺的母的。膨润土作为一种性能优良的助剂在纸浆造纸生产中有着多种用途的应用。随着高速、更复杂纸机及多种化学添加助剂的出现，封闭白水循环，填料负荷增加及二次纤维用量上升，使造纸技术有了很大进展。增加细

3、小纤维和填料的留着，同时改善纸机的滤水状况，可以大大提高经济效益，并可改善纸张的某些性能。另外，纸机车速的提高必然引起纸页成形时受到更大的剪切力，这就要求所形成的絮聚体必须有一定的耐剪切性，传统的工艺改进以及机械方法已不能适应这种要求，为了达到这些目的我们必须开发更多清洁、有效而又经济的助留助滤剂。而膨润土的一些特殊物理、化学特性正被广泛地应用于助留助滤剂和白水回收处理等造纸工艺中。普通箱板纸和牛皮挂面箱板纸的主要技术指标指标名称规定优等品一等品合格品定量（g/）1257.0 1608.0 1809.0 20010.0 22010.0 25011.0 28011.0 30015.0 32012

4、.0 34013.0 36014.0紧度（g/cm） 220 g/ 220 g/0.700.720.680.700.650.65耐破指数 （kPa /g） 160 g/ 160200 g/ 200250 g/ 250300 g/ 300 g/3.303.10 3.00 2.90 2.803.002.852.752.652.552.202.102.001.951.90横向环压指数（Nm/g） 160 g/ 160200 g/ 200250 g/ 250300 g/ 300 g/8.609.009.2010.611.27.007.508.008.509.005.505.706.006.507.00

5、横向耐折度（次） 603512吸水性（g/） 35.0/70.0 （正/反）40.0/100.060.0/200.0文化纸的主要技术指标指标名称单位规定A等B等C等D等定量g/40.0 50.0 60.0 70.0 80.045.02.2 50.02.5 60.03.0 70.03.5 80.04.0厚度45 g/ 50 g/ 60 g/ 70 g/ 80 g/m576 646 768 929 10010白度 不低于%85.080.075.070.0不透明度（60 g/） 不低于%80.075.0施胶度 不小于mm0.75平滑度 正反面平均 不小于 正反面差 不大于S302520%30耐折度

6、不小于 （横向） 4550 g/ 60 80 g/次9 125331. 实验部分1.1 原材料箱板纸（100%OCC），打浆度45S. 文化纸：漂白针叶木浆板 40% （ 38SR）阔叶木浆板60% （40SR）GCC 30%助留剂CPAM, 改性膨润土（灰色和白色两种） 纸样抄取器（ZQJ1-B-I，陕科大机械厂制造）1.2 实验方法 取疏解完成的浆料，配取定量CPAM，再配以不同种类、不同用量的膨润土（ 箱板纸实验共7组，其中每组都加入CPAM7.3ml,前六组依次加入白色膨润土2.435 ml、7.305ml、12.175ml,灰色膨润土2.435ml、7.305ml、12.175ml,

7、 最后一组只加入7.3ml CPAM 作为空白实验，依次以符号1、2、3、4、5、6、7表示；文化纸实验也做7组。）抄片定量150g/。以单程留着率，对比不同膨润土对助留效果的影响。对比抄造纸样的定量、厚度、耐折度指数、耐破度指数、环压指数、平滑度指数等性能指标对助留效果进行综合比对。2. 结果与讨论2.1 纸张定量分析箱板纸克重（g）均值厚度(mm)均值定量（g/）均值 14.63 4.63 4.95 4.65 4.52 4.84 4.700.303 0.425 0.478 0.442 0.488 0.498 0.439146.1 146.1 156.2 146.7 142.6 152.7

8、148.3 24.63 4.65 4.73 4.89 4.82 4.70 4.740.442 0.449 0.312 0.346 0.387 0.417 0.392146.1 146.7 149.2 154.3 152.1 148.3 149.5 34.71 4.53 4.73 4.75 4.75 4.45 4.650.475 0.312 0.449 0.302 0.478 0.475 0.420148.6 142.9 149.2 149.8 149.8 140.3 146.7 45.09 4.53 4.68 4.72 4.70 4.60 4.650.507 0.495 0.501 0.307

9、 0.352 0.463 0.492160.6 142.9 147.6 148.9 148.3 145.2 146.7 54.69 5.07 4.73 4.66 4.74 4.69 4.700.317 0.342 0.327 0.422 0.441 0.362 0.369147.9 160.0 149.2 147.0 149.5 147.9 148.3 64.87 4.90 4.88 4.75 4.73 4.87 4.830.330 0.477 0.352 0.459 0.485 0.510 0.420153.6 154.6 153.9 149.8 149.2 153.6 152.4 74.6

10、7 4.59 4.85 4.90 4.50 4.25 4.700.330 0.441 0.382 0.483 0.356 0.350 0.390147.3 144.8 153.0 154.5 142.0 134.1 148.3 文化纸克重（g）均值厚度(mm)均值定量（g/）均值 12.02 2.15 1.49 2.03 2.11 2.13 1.990.182 0.173 0.182 0.172 0.178 0.180 0.17863.72 67.82 47.00 64.04 66.56 67.19 62.78 22.00 1.90 1.89 1.83 1.91 2.08 1.940.168

11、0.181 0.162 0.165 0.166 0.162 0.16763.09 59.94 59.62 57.73 60.25 65.62 61.20 32.51 2.31 2.29 2.46 2.02 2.09 2.280.193 0.194 0.197 0.186 0.169 0.192 0.18979.17 72.87 72.24 77.60 63.72 65.93 71.92 42.30 2.24 2.16 2.06 1.89 2.08 2.120.180 0.198 0.197 0.169 0.162 0.171 0.18072.56 70.66 68.13 64.98 59.62

12、 65.62 66.88 52.00 2.04 2.00 1.94 2.16 1.93 2.010.181 0.175 0.158 0.171 0.180 0.165 0.17263.09 64.35 63.09 61.20 68.14 60.88 63.41 62.09 1.92 1.98 1.88 1.90 1.86 1.940.159 0.172 0.179 0.162 0.178 0.169 0.17065.93 60.57 62.46 59.31 59.94 58.68 61.20 71.97 2.00 2.00 2.09 2.09 2.06 2.040.172 0.171 0.16

13、9 0.172 0.177 0.173 0.17262.15 63.09 63.09 65.93 65.93 64.98 64.35由以上所列两表可以得出， 取相同种类、相同重量的浆料，CPAM用量相同的情况下，分别随着灰、白两种膨润土用量的增加，纸张定量有所增加，箱板纸和文化纸基本都呈现此趋势。但由于抄纸过程中浆料和药品没有搅拌均匀，部分纤维团没有搅散开，导致纸片厚度不均匀，没有呈现规律性变化。2.2 纸张岀湿部干度计算及结果分析箱板纸湿纸重量（g）烘干后重量（g）出湿部干度（%）123.104.8220.87225.004.7519.00323.734.3118.16422.854.091

14、7.90525.294.5818.11621.264.3220.32726.504.6017.36文化纸湿纸重量（g）烘干后重量（g）出湿部干度（%）110.001.9319.30210.342.0519.83311.252.1018.67411.462.1018.32511.631.9016.34610.521.9018.06711.081.8116.34箱板纸出湿部干度（%）文化纸出湿部干度（%）由以上表格和条形图可以看出，膨润土的加入有有利于纸张出湿部干度的提高。对于箱板纸而言，随着白色膨润土用量的增加，出湿部干度不断降低；随着灰色膨润土用量的增加，出湿部干度不断升高。由此可以推断，在其

15、他条件不变的条件下，提高纸张出湿部干度的白、灰膨润土的最佳用量分别为2.435ml和12.175ml。对于文化纸而言，随着白色膨润土用量的增加，出湿部干度先升高后降低；随着灰色膨润土用量的增加，出湿部干度先降低后上升。由此可以推断，在其他条件不变的条件下，提高纸张出湿部干度的白、灰膨润土的最佳用量分别为9.74ml和7.305ml.2.3 纸张抗张强度分析箱板纸抗张强度（N）文化纸抗张强度（N）144.845.65131.329.9546.528.6243.339.95221.721.636.621.5359. 860.0335.335.2560.235.2438.137.75434.933.

16、237.431.5541.038.4529.828.8535.827.9636.434.2627.226.9532.026.7734.434.15729.528.433.927.3箱板纸耐折度（N）文化纸耐折度（N）由以上表格和条形图可以看出，膨润土的加入有有利于纸张耐折度的提高。对于箱板纸而言，随着白色膨润土用量的增加，耐折度先降低后上升；随着灰色膨润土用量的增加，耐折度先升高后降低。由此可以推断，在其他条件不变的条件下，提高纸张耐折度的白、灰膨润土的最佳用量分别为12.175ml和7.305ml。对于文化纸而言，随着白色膨润土用量的增加，耐折度先降低后升高；随着灰色膨润土用量的增加，耐折度

17、不断降低。由此可以推断，在其他条件不变的条件下，提高纸张耐折度的白、灰膨润土的最佳用量分别为12.175ml和7.305ml.2.4 膨润土对箱板纸环压的影响（N）1#2#3#4#5#6#7#188192196138170191204 从上图可以看出，膨润土的加入会使箱板纸的环压降低。白色膨润土相对于灰色膨润土利于环压的提高。而且白色膨润土和灰色膨润土都随着用量的增加而使环压增大。经过对实验数据的分析处理，得出的结论与国家标准虽有一些出入，但基本符合。备注：中国早造纸工业2010 年度报告【J】。中华纸业，2011，（11）：8-18 沈一丁。造纸化学品的制备和作用机理【M】。北京：中国轻工业出版社，1999,263-268文琼菊。常用纸张品种简明手册。北京：化学工业出版社，2004,260文琼菊。常用纸张品种简明手册。北京：化学工业出版社，2004,1409