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在无石棉胶乳抄取板中填料含量所占比例很大,它是除纤维和胶乳外另一个主要成分。填料的种类和含量会直接影响抄取板的各项性能,如抗张强度、压缩回弹性能、紧度、蠕变松弛性能等。但迄今为止,还没有学者就填料对无石棉胶乳抄取板性能的影响进行过系统研究。另外在石棉胶乳抄取板领域,板材的强度是衡量其好坏的重要指标。本课题主要是通过研究填料对无石棉胶乳抄取板性能的影响,以及树脂交联剂对抄取板性能的影响,以期为实际生产提供依据。得出的结论如下:
在无石棉胶乳抄取板中,各种纤维、胶乳和填料均带负电。在所有原料中,丁苯胶乳的电荷密度最大,为-2.34×10-2meq/g。在各种填料中,凹凸棒粉的电荷密度最大,高岭土次之,重质CaCO3的最小。其各自的电荷密度值分别为,凹凸棒粉:-1.51×10-3meq/g;高岭土:-1.80×10-3meq/g;重质CaCO3:-4.23×10-4meq/g。由于纤维、胶乳和填料都带负电,而相互排斥,故导致它们之间的结合不好。为了改善它们之间的结合,试验中加入了一定量的硫酸铝。结果发现,随着A12(SO4)3用量的增加,浆料的打浆度和pH值逐渐减小,Zeta电位和抗张强度逐渐增大。当Al2(SO4)3的用量为9%时,抗张强度达到最大,继续增加Al2(SO4)3的用量则抄取板的抗张强度变化不明显。综合硫酸铝对打浆度、pH值、Zeta电位和抗张强度的影响,Al2(SO4)3的用量为9%时最佳。
随着无石棉胶乳抄取板中填料用量的增加,抄取板的抗张强度逐渐减小,压缩率逐渐增加,回弹率逐渐减小,紧度逐渐增加,蠕变松弛率逐渐减小。当填料用量相同时,对于抗张强度,以高岭土为填料的抄取板抗张强度最大,碳酸钙的次之,凹凸棒粉的最小;对于压缩率,以碳酸钙为填料的抄取板压缩率最大,凹凸棒粉的次之,高岭土的最小;回弹率则是以凹凸棒粉为填料的最高,碳酸钙的次之,高岭土的最小;对于紧度是碳酸钙的紧度最大,高岭土的次之,凹凸棒粉的最小;而对于蠕变松弛率则是凹凸棒粉的蠕变松弛率最大,高岭土次之,碳酸钙的最小。
随着炭黑用量的增加,抄取板的抗张强度逐渐增加,压缩率逐渐减小,回弹率逐渐减小,紧度逐渐增加,蠕变松弛率逐渐减小。而当炭黑用量相同时,对于抗张强度,以高岭土/炭黑为填料的抄取板抗张强度最大,碳酸钙/炭黑的次之,凹凸棒粉/炭黑的最小;对于压缩率是以碳酸钙/炭黑为填料的板材压缩率最大,凹凸棒粉/炭黑的次之,而高岭土/炭黑的最小;回弹率则是以凹凸棒粉/炭黑为填料的板材回弹率最高,碳酸钙/炭黑的次之,高岭土/炭黑的最小;对于紧度是碳酸钙/炭黑的紧度最大,高岭土/炭黑的次之,凹凸棒粉/炭黑的最小;而对于蠕变松弛率则是凹凸棒粉/炭黑的蠕变松弛率最大,高岭土/炭黑的其次,碳酸钙/炭黑的最小。
当用硅烷偶联剂Si-69对炭黑进行改性后发现,随着硅烷偶联剂用量的增加,抄取板抗张强度逐渐增大,当偶联剂用量为4%时,抗张强度达到最大值,若继续增加偶联剂用量则抗张强度将降低。对于改性后的炭黑,随着其用量增加,无石棉胶乳抄取板的抗张强度逐渐增大。与未进行炭黑改性相比,改性后三种不同填料的板材其抗张指数有了明显增大。
向石棉胶乳抄取板中添加一定量的三聚氰胺甲醛树脂能很好的改善和提高板材多种性能。实验表明,三聚氰胺甲醛树脂能吸附于纤维表面形成交联,使板材空隙减少,结合紧密。随着三聚氰胺甲醛树脂用量的增加,石棉胶乳抄取板的抗张强度逐渐增大,压缩率减小,回弹率增加;由于板材内部空隙的减少,抄取板的紧度将逐渐增加,蠕变松弛率逐渐降低。当交联剂的用量为3%时,抄取板抗张指数达14.83N·m/g。继续增加交联剂的用量,抗张强度略微增加。