纖維狀非金屬礦與植物復合纖維的制備、性能及應用研究.pdf

1、本研究屬于新材料領域，涉及非金屬礦和造紙兩個行業(yè)。尋求來源廣、價格低、能改善紙品性能、環(huán)境污染小的纖維礦物原料對推動造紙原料供應和選擇多元化，探索功能礦物材料在特殊紙品的應用、推動我國造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。本研究重點是開發(fā)一種新型非金屬礦物纖維和植物纖維的復合纖維。本文從研究硅灰石、海泡石、纖維水鎂石等非金屬礦物纖維的物化特性出發(fā)，對礦物纖維的分散解離、提純、改性、礦物纖維和植物纖維復合、紙張的抄造及性能測試進行了系統(tǒng)試

2、驗研究，取得了以下主要研究成果： 1、系統(tǒng)研究了硅灰石、海泡石、纖維水鎂石以及植物纖維的試樣特性，針對礦物纖維的晶體結構、化學及礦物組成、表面電性和礦物形貌特征進行了比較深入研究，為纖維的復合研究提供了理論指導。 2、系統(tǒng)研究了硅灰石的改性，海泡石纖維、纖維水鎂石的分散解離提純，為礦物纖維的復合應用奠定了基礎。 （1）采用CPAM對硅灰石進行改性，降低了硅灰石表面電位，增強了與植物纖維、其他礦物纖維的結合強度。

3、 （2）采用六偏磷酸鈉作分散劑，進行機械攪拌分散，再經超聲波處理，可使海泡石纖維基本單束化。 （3）采用OT對水鎂石浸泡處理，再經高速攪拌機分散，可使纖維水鎂石纖維分散均勻，基本上呈現(xiàn)單束化。 3、系統(tǒng)地進行礦物纖維和植物纖維的復合抄紙實驗室試驗。首次進行了復合礦物纖維（改性硅灰石/纖維水鎂石、改性硅灰石/海泡石、纖維水鎂石/海泡石）和植物纖維的復合試驗，取得了較好效果。 （1）添加礦物纖維（硅灰石、海泡石

4、、纖維水鎂石）其紙片的性能明顯優(yōu)于添加一般填料碳酸鈣、滑石粉的性能，表明礦物纖維在復合纖維中不是起一般填料的作用，而有其礦物纖維的效應。 （2）硅灰石，特別是改性硅灰石可以改善紙片的性能，其添加量可達30％（硅灰石）～40％（改性硅灰石），改性硅灰石效果更明顯，因而硅灰石纖維的改性對復合纖維的結合強度和紙片的性能具有重要作用。 （3）海泡石/改性硅灰石、纖維水鎂石/硅灰石、纖維水鎂石/改性硅灰石、纖維水鎂石/海泡石（配比

5、1：1）礦物復合纖維與植物纖維復合，其紙片性能優(yōu)于單一礦物纖維與植物纖維復合紙片的性能。其主要原因是礦物纖維特性的協(xié)同作用，提高了紙片的性能，加入量可以達30％—40％。 （4）從SEM電鏡照片中可以看到，礦物纖維在紙片中分布較均勻，與植物纖維形成了網狀交織結構，在紙品中可替代部分植物短纖維。 4、200mm長網紙機中試表明，在適宜的纖維復合條件下可獲得較好的成紙綜合性能。 對比滑石粉填料，改性硅灰石加填量提高8