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本课题是对沉淀碳酸钙（PCC）预絮聚体加填技术的工艺研究及PCC预絮聚体形成机理研究。与直接加填或者普通预处理不同，PCC预絮聚技术是将PCC及助剂按照一定的比例和顺序预絮聚成PCC絮聚体，再将PCC预絮聚体加入到纸浆纤维中抄片。与传统的纸张加填相比，成纸的抗张指数，撕裂指数及灰分含量，均具有较大的优势。研究PCC预絮聚工艺过程及助剂加入量，确定最佳工艺路线为PCC+CS+CP3+CPAM。探讨助剂阳离子淀粉（CS），阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）的合适加入量。通过实验确定用量范围为： CS的加入量5%~15%， CPAM的加入量在0.05%~0.15%（相对PCC加入量）。正交试验确定PCC预絮聚最佳试剂添加量：CS、CP3（阴离子有机微聚物）、CPAM的加入量分别为10%，0.025%，0.15%。PCC预絮聚加填实验发现，打浆度为40°SR时，成纸的抗张指数最大，而撕裂指数的最适合打浆度区间是34~45°SR，纸页灰分含量在打浆度为40°SR最佳，打浆度继续增加，则灰分增加很少。打浆度增加使纸料的Zeta电位发生变化。打浆度40°SR时，细小纤维含量约为16%，进一步添加自制细小纤维实验发现，PCC预絮聚技术比传统的多元助留助滤系统能更有效的留着纸料中细小组分。依据Zeta电位和物理静电场理论，推导出预絮聚体形成静电场公式，分析提出絮聚路线PCC+CS+CP3絮聚体静电作用的形成机理。PCC悬浮液呈现负电性，在此悬浮体中加入带正电性的CS，CS能够与PCC很好的吸附在一起，形成絮聚体，但是此絮聚体疏松、抗剪切力不强，在强力搅拌下，容易重新分散成较小的游离颗粒；当加入阴离子有机微聚物CP3则能形成粒径较大、致密的、抗剪切能力强的PCC絮集体，抄片成纸PCC留着率高，SEM测得成纸中PCC絮聚体粒径约为10μm左右。PCC预絮聚体形成机理：因PCC和CS均带有相反电荷的静电，PCC和CS形成疏松的微絮聚体具有类似“足球烯”模型结构，带负电的CP3沿着球面静电场方向的吸引力能够使CP3进入絮聚体内部，在内外电场的共同作用下，PCC絮聚体发生收缩脱水，形成致密的具有较强的抗剪切能力的填料絮聚体。最终形成的PCC预絮聚体表面仍带正电荷，从而有利于造纸湿部留着。用阴离子纳米级皂土微粒代替CP3制备PCC絮聚体，通过SEM能谱打点检测，初步确定纳米级皂土微粒进入PCC絮聚体内。用物理静电场的方法还可以解释絮聚体在流送过程中的其他现象。SEM显示预絮聚体基本停留在纤维交织的空隙处；另外分丝帚化的细小纤维吸附带异性电荷的絮聚体，并缠绕在一起，PCC被纤维包裹能够更稳定的留着在纸页中。这些现象也可从物理静电场理论得到解释。纤维带负电，在纸料成形过程中，在纤维交织的孔隙周边形成带负电的电场，带正电PCC絮聚体沿着电场方向进入纤维絮聚体中，纸页干燥后，PCC絮聚体留着在纸页内部、纤维交织处和纸页毛细孔中。预絮聚技术以静电场理论为基础可以较好的解释造纸湿部过程中的一些现象，深入研究有着极大的潜在价值。