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填料预絮聚是近年发展起来的新型加填技术,多元微粒助留体系相较一般预絮聚加填有明显提高填料留着和改善纸张性能等方面的优势。根据研究[20]的结论多元有机微粒助留体系工艺为:药品添加顺序为CS/CP3/CPAM;药品添加量分别为10%,0.1%和0.15%(以填料为基准)。本研究主要内容是在多元有机微粒助留体系的基础上对无机阴离子助留体系进行相关探究,包括无机微粒皂土和硅溶胶等的多元无机微粒助留体系中应用、新型填料预絮聚剂CPAM(50万)和CPAM(900万)等的试用和浆钙(GCC)在多元无机微粒助留体系中的应用及相关机理研究。通过研究发现:在多元填料预絮聚助留体系应用中,无机阴离子微粒皂土可以取得和有机微聚物CP3相同的应用效果,阴离子无机微粒同样适用于多元填料预絮聚助留体系之中。无机微粒的用量不同,所形成填料预絮聚体也不同,且形成机理也不同。当用量少时,由于“静电场”的作用形成均匀的细小填料预絮聚体;而当用量大时,部分过剩的微粒吸附在这些细小填料预絮聚体表面,再在阳离子聚合物作用下絮聚在一起,形成抗剪切弱的软絮聚体。如皂土添加量较少时(占填料0.17%)皂土优先进入填料预絮聚体内部,使原填料预絮聚体脱水变小;当皂土添加量较大时(占填料0.42%)皂土添加量过剩,多余皂土吸附于原填料絮聚体表面,引起各细小填料预絮聚体间相互“桥联”絮聚,导致填料预絮聚体粒径增大,但该形式絮团为软絮聚,抗剪切力差,抄片不会影响纸张匀度。通过用漂白化学苇浆进行的正交实验,得到CS、皂土和CPAM等预絮聚药品最佳工艺路线和最佳用量,即[0.6g PCC+40mg(占填料6.7%)CS+2mg(占填料0.33%)皂土+0.5mg(占填料0.08%)CPAM](“[]”内表示预絮聚工艺)。研究发现无机微粒的粒径越小,得到的填料预絮聚体越均匀密实。研究发现阳离子聚合物的分子量对填料预絮聚有很大影响。分子量较低的PAE不能引发PCC的絮聚,中、高分子量的CPAM(50万)和CPAM(900万)能够有效引起PCC的絮聚。分子量过高或阳离子度过大会使填料过度絮聚,形成强度大、抗剪切能力强的大的絮团,影响纸张匀度。填料浆钙(GCC)采用无机微粒助留体系中时,可以形成尺寸适中的填料预絮聚体;针叶木漂白化学浆采用不同打浆度(29°SR、42°SR和51°SR)时,浆钙预絮聚加填的纸张灰分变化不大,基本保持在20%上下,用桉木漂白化学浆采用不同打浆度(22°SR、32°SR和43°SR)时,浆钙预絮聚加填的纸张灰分含量随打浆度的提高而提升,从20.8%到21.3%缓慢升高,纤维“分丝帚化”更有利于预絮聚填料的留着;在相同打浆度时针叶木漂白化学浆和桉木漂白化学浆的预絮聚加填中,桉木漂白化学浆纸张的灰分比针叶木浆纸张高4.1%;浆钙预絮聚体加填和PCC预絮聚加填在桉木化学浆和苇浆应用相比可以获得基本一致的效果。