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作为一种新兴的造纸填料,针状的硅灰石受到造纸工作者的广泛关注。为了进一步改善硅灰石造纸填料应用效果,论文研究了一种新型的酸碱两步法改性硅灰石方法,主要内容包括酸碱两步法改性硅灰石的影响因素、改性硅灰石对纸页性能的影响以及硅灰石改性的相关机理。 酸碱两步法改性硅灰石制备造纸填料分为酸处理阶段和碱处理阶段,酸处理是用一定量的硫酸处理硅灰石,以使部分成分溶出;碱处理通过用碱性物质调节体系pH值,使溶出物质重新沉积,以达到重新构筑填料粒子的目的。结果表明:在酸处理阶段,在硫酸用量为20%时,改性硅灰石填料可提高纸页的松厚度及白度,降低填料磨损值;在碱处理阶段,通过添加碱性物质,控制体系的pH值至9.0左右,不但提高纸页的松厚度及白度,降低填料磨损值,还能有效的提高填料留着率。 为了进一步提高填料的留着率,研究了几种阻溶剂和碱源的影响,结果表明:在60℃的反应温度下,经2%用量的磷酸、2%用量的六偏磷酸钠阻溶处理后,制备的改性硅灰石具有较高的留着率及应用效果。几种阻溶剂对改性硅灰石留着率影响效果的大小顺序是:六偏磷酸钠>多聚磷酸钠>焦磷酸钠>磷酸三钠。在所研究的几种碱源中,以硅酸钠效果最好,几种碱源对改性硅灰石留着率、纸页松厚度影响效果的大小顺序是:硅酸钠>碳酸钠>氢氧化钠>氢氧化钙。 经过酸碱两步法改性后的硅灰石,粒子形态发生变化,表面沉积一层疏松颗粒,粒径增大,密度降低,白度提高,磨损值下降,呈负电性。 硅灰石经过酸碱两步法改性后,有效的提高了加填纸页的松厚度和白度,机械强度与未改性硅灰石的相近。当硅灰石和研磨碳酸钙填料配合使用时,无论改性与否,增加硅灰石的比例,纸页的松厚度、白度、抗张强度、留着率均升高,并且与未改性硅灰石比较,改性硅灰石除留着率低外,其它均高于未改性硅灰石。