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膨润土因其特殊的晶体结构,具有良好的吸附性、分散性、阳离子交换能力和吸水膨胀能力。尤其钠基膨润土和经钠化改性的膨润土吸水润胀能力很高,在水溶液中可分散成细小的片状胶体颗粒,颗粒表面带有大量的负电荷,与阳离子聚丙烯酰胺可组成有效的微粒助留体系。但膨润土因来源与改性方法不同,其各种性能指标有所不同,与阳离子聚丙烯酰胺的协同助留助滤作用也有很大差别。
采集了多种不同产地的钙基原土和国内外商品钠基膨润土,对他们的各项物理化学性能指标(包括阳离子交换量、吸兰量、膨胀倍、胶质价、粒度和Zeta电位等)进行了较全面、详细的研究,通过抄片试验和动态滤水试验得出了膨润土性能与其对纸浆的协同助留关系,为确定何种属型、何种性能的膨润土更适合作为造纸助留剂使用,提供了理论与实验基础。结果表明:钠基膨润土的吸兰量、膨胀倍、胶质价、Zeta电位值越高,越有利于对纸浆的助留作用,但粒度是影响钠基膨润土助留效果的最关键因素,并且对其上述指标影响也较大;Wyoming型膨润土较之Cheto型膨润土,具有更好的分散性、更优良的胶体性能以及更高的Zeta电位,是造纸助留剂的优选种类,但改性后的Wyoming型膨润土干燥、粉碎后的物化性能恶化,助留效果较差,其改性后的悬浮液适合直接使用。
论文研究了膨润土的属型、加入量、放置时间、制备用水、超声波使用等因素对纸浆助留作用的影响。结果表明:膨润土加入量在0.3%~0.4%单程留着率达到最高;自来水与蒸馏水制备膨润土对其性能影响不大;膨润土悬浮液放置时间不易超过24小时;超声波后膨润土的助留作用无明显改善。
论文较详细研究了高浓柠檬酸钠改性液相膨润土的制备工艺以及影响其物化性能的因素(包括膨润土属型、制备浓度、柠檬酸钠加入量、改性温度、pH值等),以便使其更适合作为造纸助留剂使用;初步探讨了柠檬酸钠的改性机理以及对纸浆的助留作用。结果表明:柠檬酸钠对膨润土具有钠化和降粘双重作用,与常规碳酸钠改性膨润土悬浮液相比较,Wyoming型柠檬酸钠改性膨润土的制备浓度可以高达20%,而具有很好的流动性、较好的物化性能以及较长的存放时间;在制备浓度为5%时,与同浓度的常规碳酸钠改性膨润土具有更高的助留效果,且放置一周后其助留作用几乎没有影响;浓度为10%,助留效果接近常规改性膨润土。