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高岭土作为涂布造纸中的重要原料,由于其特殊的结构和性质而在造纸中有着不可替代的地位。但目前国内高岭土企业生产的高岭土产品在粘度指标上绝大多数达不到造纸要求,因而,如何改善国内高岭土的粘度特性,使其粘度浓度提高到68—70%,能广泛应用于涂布造纸工艺,具有十分重要的意义。这也是高岭土行业研究的难点和热点。 本课题试验选用国内最具有代表性的茂名和苏州两地的高岭土产品为原料,通过加入高效复合分散剂和使用机械方法来改善其粘度特性,使其粘度浓度提高到了69%以上,流变性得到改善,达到了涂布造纸的要求。并运用现代测试手段对其分散机理和流变特性进行了研究。 首先通过对影响高岭土浆料分散的主要因素进行试验研究,确定了高岭土矿浆分散的最佳操作条件,即浆料体系的pH值控制在7.0—8.0之间;分散机的转速为2500—3000r/min;分散搅拌的时间为10—15min。 分别在固含量为63%和68%时,进行了各种分散剂对两种高岭土试验原料的粘度影响试验。结果表明,无机分散剂中药剂1效果最明显,有机分散剂中药剂5效果最明显。但是,无机分散剂用量太大而且在浆料固含量较高时的效果有限;有机分散剂效果明显,但成本太高,两者均不宜单独使用。因而,又进行了无机和有机分散剂的复配试验。 通过药剂1和其它有机分散剂的复配试验,确定了对两种高岭土试验原料均使用药剂1和药剂5复配组合,最佳复合分散剂用量分别为:药剂1为4.0kg/t,药剂5为3.0kg/t。测试结果表明,在使用高效复合分散剂后,苏州高岭土的粘度浓度从61.42%提高到了68.33%;茂名高岭土的粘度浓度从64.03%提高到了69.56%。 为取得更好的效果,又进行了机械方法试验。结果表明,在加入高效复合分散剂后再使用双螺杆挤压机作用,苏州高岭土的粘度浓度可以提高到69.14%;茂名高岭土的粘度浓度可以提高到70.32%。 对高岭土浆料的分散机理进行了探讨,分散剂对高岭土粘度特性的改善主要是通过在高岭土表面吸附,使其表面ξ电位负性增加,颗粒间的排斥力增加,“T”型絮凝结构被破坏,从而使悬浮液体系的粘度降低;机械作用能使高岭土颗粒沿片状定向排列,结构体被破坏,结构粘度降低,从而粘度浓度提高。 对流变性进行了试验和机理研究。结果表明:在高岭土悬浮液中加入分散剂和使用机械方法后,浆料体系由塑性流体变为假塑性流体,流变性改善,适于作涂布造纸涂料。