浆料性质和化学助剂对纸包装材料强度的影响研究

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白纸板作为包装材料必须具有一定的挺度、环压强度、耐折度和抗张强度,单层强度的提高有利于增加白纸板的强度。本文对提高白纸板单层纸页强度的方法进行研究,以针叶木浆、阔叶木浆、瓦楞纸箱废纸(OCC)浆、脱墨浆、废报纸浆和办公室废纸浆为原料,研究了浆料性质和化学助剂对单层纸页强度:挺度、环压强度、耐折度和抗张强度的影响。 1.研究了木浆种类、浆料配比和打浆度与单层纸页强度的关系,发现针叶木浆的耐折度和抗张强度较好,阔叶木浆的挺度较好,为了发挥针叶木浆和阔叶木浆的优点,将两种木浆以不同的配比混合抄纸,研究发现当二者配比为5:5时,纸页环压强度较大,挺度、耐折度和抗张强度也较好。打浆度的研究表明木浆轻微打浆优于重度打浆,打浆度控制在30~40°SR范围内较为合适。在此基础上,研究了浆料种类对单层纸页强度影响的原因及规律,结果表明木浆成纸的环压强度、耐折度和抗张强度远远大于废纸浆,但挺度没有明显改善,废报纸浆和脱墨浆尤其是脱墨浆强度较好,OCC浆综合强度较差。研究了纸页定量对单层纸页强度影响的原因及规律,结果显示定量增加,纸页挺度、环压强度、耐折度和抗张强度均呈上升趋势,其中挺度的增加最明显。 2.研究了1#~5#五种新型增强剂(主要成分是阳离子聚丙烯酰胺CPAM)对OCC单层纸页强度的影响,结果表明五种新型增强剂都提高了纸页各项强度指标,而4#增强剂的增强效果最明显,其用量为0.75%时,相比空白样,纸页挺度增幅27.0%,环压强度增幅18.6%,耐折度增幅60.0%,抗张强度增幅22.2%。比较了#新型增强剂和6#工业增强剂(主要成分是聚表氯醇)对纸页的增强效果,发现4#增强剂的效果较好,扫描电镜对纸页微观结构的表征证实了这点。同时研究了4#增强剂对不同浆料单层纸页强度的影响,结果显示4#增强剂对不同浆料纸页的增强效果不同,它对OCC成纸的增强效果较明显。 3.研究了NaOH、Na2CO3和Na2SiO3化学预处理对单层纸页强度的影响,结果显示,化学预处理能有效提高纸页挺度和耐折度,但会造成环压强度急剧下降和抗张强度一定程度的下降。研究发现化学品用量和预处理温度都对纸页强度有较大影响,NaOH、Na2CO3和Na2SiO3预处理较合适的用量分别为2.0%、3.0%和7.0%,较合适的温度都是60℃。比较三种化学预处理的效果,发现Na2SiO3的处理效果明显好于NaOH和Na2CO3。相比空白样,Na2SiO3使挺度增加18.3%,环压强度不增加,耐折度增加275.0%,抗张强度增加15.6%。
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