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本文是受企业委托进行粉煤灰纤维(fly ash fiber)(FAF)的漂白和增强改性并将其用于造纸的研究。论文对FAF的基本性质进行了测定,确定了采用双氧水漂白FAF的最佳时间、用量、温度等工艺条件;讨论了分散剂对FAF抄纸的影响,探讨了以双氧水为氧化剂,硫酸亚铁为催化剂对聚乙烯醇进行氧化以及利用(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵醚化剂对氧化后的聚乙烯醇进行阳离子化的最佳参数,最终合成得到用于FAF改性的阳离子改性剂。论文讨论了利用此阳离子改性剂处理FAF的最佳工艺条件,通过扫描电镜观察了改性前后FAF的表面变化,检测了FAF与植物纤维混合抄纸后参数的变化,最后抄造出性能优良的汽车空气滤清纸样品。
研究结果表明:
(1)FAF属于无定形结构,属于细小纤维,纤维的长径比较大。通过元素分析可知,FAF中SiO2所占比例最大,其次是CaO和Al2O3。
(2)利用双氧水对FAF进行漂白可获得较好效果,最佳漂白条件为:双氧水用量6%;温度70℃;pH值8;漂白时间3h。但添加未改性FAF的纸张除挺度较好外,其它的纸张相应强度参数均较低。
(4)研究了以盐酸和CPAM作为FAF的阳离子性分散剂,可以极大改善FAF的分散性能,使其适用于抄纸过程。
(3)以聚乙烯醇为主要原料合成的改性剂,具有阳离子性。通过扫描电镜进行观察改性后FAF表面形成了一层柔性包覆,改性后的FAF强度有了明显提高,改性的最佳条件为:改性剂用量4%,改性pH值6,改性温度90℃,改性时间1.5h。
(5)最后将改性FAF添加用于空气滤清纸抄造,经测定得知,改性FAF可使纸张透气性和挺度等性能得到明显提高,改性FAF最佳加入量为45%。
通过研究可以看出:FAF经过漂白及改性后,可代替昂贵的植物纤维用于造纸工业。