纳米技术在改性造纸助剂的应用
1 填料和涂料
超细颗粒的纳米级无机填料及涂料如碳酸钙、二氧化钛、二氧化硅等,具有表面积大、表面活性高、强度和硬度大以及白度高和光学性能好等优点。纳米填料及涂料粒度细小均匀.对纸机磨损小.具有如高蔽光性、高强度、高白度、高膨胀性等许多优点.能使用更多的填料而降低纸品成本.所抄的纸张更均匀、平整。吸油值高,使彩色纸的颜色牢固性得到提高。肖仙英等对纳米碳酸钙在造纸涂料中的应用探索.证明纳米碳酸钙可以提高涂层强度和平滑性.改善其对油墨的吸收性。将纳米二氧化钛、铬黄、氧化铁红等添加到化学纤维中,可以制成耐光的亚光高白纸.以及色彩鲜艳的有色纸,并且可以达到抗紫外线的效果 已有企业将纳米二氧化钛等制成调色剂.在浆内或涂料中使用,不但能提高白度.而且使染色更容易,色彩更鲜艳,提高了有机颜料的耐热性和氧化性能.使纸张颜色更稳定而不易返黄。对纳米无机氧化硅材料应用于造纸涂料的研究.表明纳米无机氧化硅具有特异的功能.可改善涂料的流变性和抗老化性.可改善涂布纸的光学性能.提高涂布纸的表面强度和平滑度.降低涂布纸的表面吸收性。唐艳军等通过对比实验。发现纳米SiO2用作面涂颜料时.纸页的白度和平滑度均得到较大改善.但不同的SiO2,改善的程度不同,不同类型的SiO2:涂层的吸墨性存在较大差异. 气相的SiO2的油墨吸收性最大。
据悉国内已有纸厂在造纸废水污泥中加入了纳米填料和化学助剂,经过强烈的机械混合和化学助剂高度分散作用,使纸纤维与纳米填料肾密连接,增加了纤维间的结合,并填平纤维间凹凸不平缺陷 经合理工艺加工,可获得理想强度和密度、表面平整光滑的再生纸.同时解决了造纸废水污泥对环境造成的二次污染. 用这种纸生产的包装箱.其各项技术性能指标完全达到国家标准。
2 混凝剂
纳米改性混凝剂是指通过N-常用混凝剂中添加微量纳米材料.由于纳米材料本身的表面与界面效应、小尺寸效应等特异性能.增强混凝剂的活性,达到高效、低投加量的目的。黄稳水等人 在对硫酸铝和聚合氯化铝混凝剂纳米改性后.对处理造纸黑液进行了实验.通过对黑液的混凝与沉降,发现改性后的混凝剂COD 的去除率可提高10% ~30% 。
3 纳米助留系统
目前,纳米助留系统是世界上应用于造纸工业中的最新的助留系统。张红杰等人 对阳离子微粒与阴离子聚合物复配的微粒助留系统的研究中.其微粒尺寸最小只有2~3nm .纳米微粒助留剂具有尺寸小。数量大,比表面积大和负电性高等优点,胡健等的研究表明.纳米助留剂只要将稀释条件控制好.其在纸浆中很容易分散、定性好,溶液均匀.可以更有效地利用纤维和其他原料,大大提高造纸过程中纸料的留着率、滤水性和成纸干强度.有助于降低生产成本。