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由于国内木材资源缺乏,废纸正逐渐成为我国重要的造纸原料之一。废纸浆的大量应用,尤其是以木浆为主要原料的废纸的回用,可以带来良好的经济效益和社会效益。但是由于废纸浆本身存在的缺点如纤维短,阴离子杂质多等,因此它在带来巨大的经济和社会效益的同时,也给造纸工艺和造纸助剂提出了更高的要求。
迫于水处理及节约生产成本的压力,纸料中细小组分的留着问题越来越受到造纸企业的重视,同样再生新闻纸纤维的助留也具有重要的意义。再生新闻纸的主要原料是脱墨ONP或OMP浆,因为纸料中含有大量阴离子杂质(主要以DCS形式存在),所以一般助留剂不能发挥良好的效能。本论文利用伯、仲、叔三种类型的胺对酚醛树脂进行改性,得到一系列改性酚醛树脂MPFR,将其与聚氧化乙烯PEO组成双元助留体系应用于再生新闻纸的抄造,取得了良好的效果。
本论文主要进行了以下研究工作:1.MPFR的制备及影响因素:影响MPFR合成及性能的主要因素有胺的种类、反应时间、反应温度、反应体系的pH值、反应试剂的摩尔比等,其中胺的种类、反应时间、反应温度、反应试剂的摩尔比等对胺改性酚醛树脂的性能,如溶解性、稳定性、粘度及助留性能有明显的影响。
2.MPFR的应用与性能比较:对添加MPFR/PEO双元助留体系的再生新闻纸料作动态留着实验,探讨MPFR/PEO体系的应用条件,发现MPFR与PEO之间的比值、助留剂的用量、纸料系统的pH值、体系所受剪切力和助留剂作用时间等对助留效果有一定的影响,但对于不同伯胺改性MPFR/PEO体系这些因素的影响又不完全相同。
3.助留体系的比较及MPFR/PEO对其他助剂的影响:本论文将MPFR/PEO与其他助留剂(体系)如阳离子聚丙烯酰胺、PFR/PEO、hydrocol体系、Compozil体系等进行了比较,其在再生新闻纸浆的助留方面效果要优于其他体系。同时,论文还研究了MPFR/PEO体系对其他助剂如施胶剂、增强剂和填料等的影响,实验发现,纸页施胶度随助留剂用量变化而变化,MPFR、PEO对胶料有最佳用量。在一定范围内,MPFR/PEO体系可以增加CPAM的留着率从而提高其增强效果;CPAM可以弥补因加入助留剂而造成的纸页强度损失。MPFR/PEO体系能显著增加填料的留着率,但要达到最高留着率,不同填料对助留剂的需求量不同。
4.MPFR/PEO体系助留机理初探:本论文从纸料的电位变化,细小纤维悬浮液颗粒粒度的变化和MPFR对纤维和填料的吸附等几个方面对MPFR/PEO体系的助留机理进行了初步探讨。研究表明,电荷中和吸附作用、架桥作用和络合作用在MPFR/PEO体系中对细小组分的留着起着重要的作用。