随着世界范围内从酸性造纸向中性和碱性造纸的转变,碳酸钙在造纸工业中的应用带来了活力。
碳酸钙作为纸张填料具有以下优点:①白度高;②松散厚度;③耐久性;④透气性;⑤可作为二氧化钛的补充;⑥磨损小;⑦提高柔软度;⑧提高吸墨性能;⑨低紫外线吸收;⑩可以控制燃烧性。其次,在碱性造纸中,碳酸钙作为碱性填料,对pH值有缓冲作用,使湿部pH值自然稳定在7。5~8.这是碱性施胶剂的最佳pH值。
碳酸钙用量急剧增加的原因主要有两个:一是碱性造纸的发展使碳酸钙填料在造纸湿部的广泛应用成为可能;另一个是20世纪70年代以来细磨碳酸钙和超细碳酸钙的发展,使得天然碳酸钙颗粒的细度等于或超过沉淀碳酸钙,导致涂布纸中细磨碳酸钙的用量急剧增加。与高岭土相比,研磨碳酸钙最大的优势是成本低。其次,它需要较少的涂布粘合剂,可以节省粘合剂的成本;第三,研磨后的碳酸钙具有良好的流变性,涂层可以达到高固含量,有利于节约纸机干燥能耗。造纸工业用碳酸钙根据加工工艺不同分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。
粉状白垩
研磨碳酸钙(GCC)。研磨碳酸钙是通过研磨石灰石制备的天然碳酸钙。从干磨到湿磨,磨矿技术的突破和磨矿过程中相关添加剂的应用,使重钙粒度小于1。5 & mum在90%以上,平均粒度小于2 μm从而大大提高了质量,大大拓展了在造纸领域的应用。
但随着碳酸钙填料用量的增加,纸张的强度、松厚度和挺度一般会下降。切断填料纤维之间的结合,导致纸张损坏,限制填料的添加量。因此,重质碳酸钙在添加之前需要进行改性。
、裴、石淑兰对重质碳酸钙的表面改性及其在造纸中的应用进行了研究。采用淀粉和改性剂的复合改性方法。淀粉用量为重质碳酸钙重量的50%,改性剂硬脂酸用量为重质碳酸钙重量的20%,糊化温度为65℃,糊化时间为120min,保温时间为10min。将改性重质碳酸钙添加到纸张中,纸张的物理性能大大改善,纸张纤维与纤维、纤维与填料之间的粘合强度可显著提高。当碳酸钙用量为30% ~40%时,与未改性碳酸钙相比,改性碳酸钙明显提高了纸张的抗张强度、撕裂强度和耐折度。纸张的光学特性也会发生变化。改性填料纸的白度和不透明度低于未改性填料纸。颗粒大小变化很大,比表面积从12576。54平方厘米/克至4203。79平方厘米/克..
轻质碳酸钙
轻质碳酸钙是沉淀碳酸钙(PCC)。轻质碳酸钙是通过将二氧化碳引入石灰水或用碳酸钠溶液和石灰水沉淀来制备的。它根据下游产品的不同需求,通过改变反应速度、温度、浓度、搅拌速度和使用适量的化学添加剂,有目的地控制反应过程,使产品的粒径、粒径分布和微观形貌满足特定要求,从而提高填料的适应性,要求产品质量稳定。
轻质碳酸钙具有粒度细、白度高、价格低的特点,非常适合做造纸填料。但由于填料与纤维之间缺乏结合力,填料在纤维中的留着率较低。即使助留剂用于与纤维结合形成不能通过网的絮凝物,填料仍然对纤维没有结合力。因此,轻质碳酸钙在使用前应进行必要的表面处理,以提高留着率。
陈俊志、冯连祥、赵对轻质碳酸钙的改性及其在造纸中的应用进行了研究。采用自制的阳离子铝锆有机金属络合物偶联剂对轻质碳酸钙进行表面改性,以增强其与纤维的结合力。改性剂用量为轻钙质量的1%,改性温度为110 ~120℃,改性时间为15min。改性后的轻质碳酸钙阳离子化,Zeta电位增大,有利于在造纸湿部过程中与带负电的纤维形成强结合。润湿性降低,疏水性增加,但其接触角仍小于90 °;满足在亲水体系中的分散性要求;比表面积从4315。9cm2/g到3956。5c m2/g;粘度大大降低,有利于造纸过程。改性轻质碳酸钙用于造纸,纸张留着率大大提高,并可减少助留剂的使用。纸张的抗张强度、耐破度和撕裂度都得到了提高。改性重质碳酸钙和轻质碳酸钙在造纸中的应用可以有效减少纤维用量。重钙纸和轻钙纸各有利弊。