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在密封行业,石棉橡胶制品的生产工艺主要有造纸工艺法和混炼模压工艺法。造纸工艺法生产效率高、产品性能稳定、污染少。至上世纪九十年代初,国外普遍采用造纸工艺法生产温石棉和非石棉密封制品。在我国,用造纸工艺法生产的温石棉密封产品(即温石棉胶乳抄取板)的性能尤其是强度方面和国外的差距明显。因此,为了提高温石棉胶乳抄取板的抗张强度,本文主要研究了温石棉纸料的滤水性能,配抄本色针叶木化学浆对石棉胶乳抄取板强度的影响以及温石棉细小纤维对抄取板强度的影响,并得出以下结论:
通过对温石棉原料分析发现,石棉原料中的细小纤维含量高,达到71.57%,且具有负电性,如果对石棉原料进行进一步打浆处理,会使细小纤维的含量继续增加,这将严重影响带有较高正电性的石棉纤维与后续加入的负电性的填料、胶乳和辅料的结合,使得石棉纸料滤水性能和细小组分的留着性能变差。针对以上情况,对石棉原料进行筛分预处理,收集长纤维,然后单独对长纤维进行打浆处理。在温石棉长纤维打浆过程中,打浆的作用主要对长纤维进行松解分丝,而切断作用较小,这将有利于改善石棉纸料滤水性能。
水中存在的电解质物质,会干扰石棉纤维与填料等的结合,使得石棉纸料的滤水性能下降,研究发现,采用APAM对石棉原料进行预处理,利用APAM较强的阴离子基团,使其先和石棉阳离子基团作用,可以降低水中电解质的干扰,有效降低水中电解质对纸料滤水性能的影响,同时利用APAM的絮聚作用,使石棉浆料产生絮聚团,从而石棉浆料的打浆度下降。
通过采用助留助滤剂来进一步提高石棉纸料的滤水性能。硫酸铝对石棉纸料没有助留助滤效果,不是合适的石棉纸料助留助滤剂。采用CPAM作为助留助滤剂,纸料的滤水性能虽有改善,但是提高程度不高。当采用CPAM/膨润土助留助滤体系,可以使石棉纸料打浆度明显下降。
为了提高石棉胶乳抄取板的强度,可以使用本色针叶木浆与石棉纤维进行配抄来获得石棉胶乳抄取板,当针叶木浆的打浆度为30°SR,配比为20%时,石棉胶乳抄取板的强度较好,此时抄取板的抗张指数达到6.701 N·m·g-1,比不加本色针叶木浆提高了近2.5倍。同时,石棉原料的打浆对配抄抄取板的强度也有一定的影响,当石棉原料磨浆转数为1000r时,抄取板的抗张指数达到7.248 N·m·g-1。在配抄的石棉纸料中,加入了CPAM/膨润土助留助滤体系,在改善纸料的滤水性能的同时,抄取板的强度也会增加,其抗张指数可以达到8.185 N·m·g-1。
最后还探讨了石棉原料中长纤维以及细小纤维对抄取板强度的影响。当长纤维的磨浆转数为2000r时,长纤维束得到充分松解分丝,成细丝状,这将有利于纤维交织,并且浆料中带负电性的细小纤维含量较小,只有13.64%,从而有利于石棉纤维与胶乳和填料的结合,进而可以得到高强度的石棉胶乳抄取板,此时,抄取板的抗张指数为11.311 N·m·g-1。把石棉细小纤维加到磨浆转数为1000r的温石棉长纤维中进行混合抄纸,所得到的抄取板的强度将会得到改善,当细小纤维添加量为30%时,所得到的抄取板的强度最好,此时,抄取板的强度为12.892 N·m·g-1。