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滑石粉在造纸行业中的应用

发布时间:2019-01-08 浏览数:38

滑石粉即水合硅酸镁,化学式为Mg3[Si4O10](OH)2,属单斜晶系,为四面体层状结构,结构单元层内电荷平衡,层间域无离子充填,结构单元层间为微弱的分子键。八面体片由[MgO4(OH)2]组成,属三八面体结构。扁平SiO2暴露在平行面表面,SiO2的类四面体结构形成强亲油疏水性。同时,滑石具有电绝缘、耐高温、耐酸碱等特性,其超细粉具有良好的吸附性和遮盖性。


滑石粉

一、应用现状滑石在地壳岩石圈中分布广泛,产量较多,可被广泛应用于造纸工业中。滑石具有化学稳定性、低硬度、润滑性、层片状结构、亲油性和疏水性[10],在造纸工业中合理使用滑石的这些特性可以有效改善纸张的性能。在我国,滑石粉产量的50%以上用于造纸业,其用途主要包括造纸填料、涂料和树脂控制剂。

滑石在造纸过程中作为填料使用时具有以下优点:①利于改善纸张的平滑度、不透明度和印刷适性;②磨损值小,可延长抄纸网的使用寿命;③化学性质稳定,不但适用于酸性抄纸,也可与碳酸钙配合用于中性抄纸;④与施胶剂有良好结合而使胶料保留,防止印刷油墨渗透;⑤具有亲油性,可吸附有机物质,使白水及浆料系统保持洁净,作为填料同时也起到免除树脂障碍的效果,而在废纸脱墨中有助于油墨的脱除;⑥具有一定的疏水性和润滑性,能减轻纸页的吸水性,增进纸页光滑性、柔软性,减少压光、整饰等操作障碍;⑦有利于在纸页中存留,减少吨纸产品纤维消耗量。

滑石作为涂布颜料使用,具有较好的纤维覆盖能力和印刷效果,可提高涂布纸白度、不透明度、平滑度和印刷光泽度,赋予纸张较高的吸墨性,改善凹版印刷质量。并且滑石具有润滑性,由其制成的涂布纸在压光机上可获得高整饰度并可减少涂料中润滑剂的使用量。然而,滑石因其疏水性也具有相应的缺点:在制备涂料时很难润湿和分散,制成的涂料有剪切膨胀性,留着率低,易引起纸张掉粉,因此,有些滑石在使用前需进行表面处理。

由于滑石结构特征赋予其的亲油性,把滑石应用在制浆造纸中可以有效地控制树脂和阴离子粘性。一方面它可以吸附造纸系统中憎水的胶粘物质,降低阴离子粘性物表面能量,使其失去特有粘性,从而抑制胶粘物的粘附、聚结和沉积;另一方面已经发生聚结的胶粘物也可以吸附滑石,从而降低了胶粘物表面的粘度,避免了进一步地聚结和沉积。

总体来说,滑石以其独特的疏水性能在造纸行业中发挥着重要的作用,如何扬长避短地利用好滑石的特性还需不断探索。

二、新型滑石产品目前,可应用于造纸行业中的新型滑石产品主要有阳离子改性滑石、固体石蜡及AKD改性滑石、黑滑石、镁铝水滑石等。其中,经阳离子改性后的滑石粉用于造纸时可以较好的吸附造纸过程中产生的阴离子垃圾;经固体石蜡及AKD改性后的滑石用于造纸填料时,纸张可获得较高的抵抗液体渗透的能力,并且经AKD改性后纸张抗张强度也会得到显著提高;经煅烧超细加工后的黑滑石白度可达到92%以上,并且其原有的疏水性会改变,粒子表面呈现多孔结构,增加了其比表面积和吸附性,理论上可考虑用于功能性造纸涂料颜料(代替部分TiO2和煅烧高岭土),以及功能性造纸填料和抄造粘性物控制剂使用,具有潜在的市场发展前景;镁铝水滑石用于造纸填料时可提高纸张的不透明度和白度,并起到很好的阻燃效果。