硫酸钙晶须溶解抑制改性及其性能表征.pdf

第36卷第1期
非金属矿
Vol 36 No. 1
2013年1月
Non-metallic Mines
January, 2013
硫酸钙晶须溶解抑制改性及其性能表征
王玉珑2覃盛涛詹怀宇2刘艳新
(1长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长沙41011;2华南理工大学制浆造纸国家重点实验室,广东广州510640
摘要针对硫酸钙晶须作为造纸填料加填纸张时存在溶解度高、留着?低的问题,对硫酸鈣品须的性能进行分析,利用有机改性对硫酸钙
晶烦进行溶解制,主要探究了改性剂种类及用量、温度、时间、攬拌速度对硫酸钙畾须溶解度的影响,并对最佳工艺产品性能进行表征。结果表明,
硬脂酸有机改性对晶须溶解抑制效果最好,硬脂酸适宜用量为2%,改性温度为90℃、反应时间30min、搅速度400rmin时,硫酸钙晶须在水中
的电导率下降了48.4%;扫描电俿结果显示,改性后晶须尺寸变小,呈细小针状;红外光谱显示,硬脂酸分子键合到品须表面
关键词硫酸钙晶颎溶解抑制电导率造纸填料
中图分类号:TS727.6文献标识码:A文章编号:10008098(2013)01-0042-04
Dissolution-in habiting Modification of Calcium Sulfate Whisker and Its Characterization
Wang Yulongqin Shengtao Zhan Huaiyu? Liu Yanxin
(I School of Chemistry and Biological Engineering, Changsha University of Science &Technology, Changsha, Hunan 410114
2 State Kcy Lab of Pulp and Paper Engincering, South China Univcrsity of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640)
Abstract In order to solve the high solubility and low retention problems used as paper filler, calcium sulfate was characterized and modified
by dissolution-inhabiting The influence factors, such as type and dosage dissolution-inhabiting additive, temperature, time and stirring rate were
investigated. The results showed that stearic acid treatment can obviously decrease solubility of calcium sulfate, its optimum treatment conditions
are as follows: dosage is 2%, temperature is 90, reaction time is 30 min, tirin ate s 400 min After this treatment, the conductivity of calcium
sulfate can decrease by 48.4%. The SEM results show that size of modified calcium sulfate obviously decrease and the FTIR shows that stearic acid
molecular is bound with calcium sulfate surface very wel
Key words calcium sulfate dissolution-inhabiting conductivity paper filler
硫酸钙晶须又称石膏晶须、石膏纤维),是近年
然而,大量研究表明硫酸钙晶须作为造纸填料应
来从脱硫石膏磷石膏等工业石膏废渣或金属冶炼废用时因溶解度高,抄纸过程中会引起填料留着率的下
渣中提取的一种新型无机材料2。硫酸钙晶须具有降以及网下白水钙离子的增加,从而增加白水负荷,
低磨耗、耐高温、耐酸碱、尺寸稳定等诸多优良理化性影响纸机的正常运行。本实验利用化学改性法对
能,由于应用技术开发及应用领域的局限,目前硫酸磷肥生产新工艺中提取的硫酸钙晶须进行有机改性,
钙晶须除在塑料、橡胶行业中用作少量添加剂外,其以降低其在水中的溶解度,并对其结构进行表征,为
他行业中没有得到大规模工业化应用。造纸工业每硫酸钙晶须应用于造纸工业提供理论基础
年要消耗大量无机矿物填料,据统计,我国每年用作1实验部分
造纸填料的无机矿物质约600万t其中90%以上为1.1原料、试剂与仪器
磯酸钙和瓷土。尽管我国磯酸钙和瓷土资源比较
原料:硫酸钙晶须,从礫肥生产新工艺中提取,取
丰富,但磯酸钙和瓷土矿源为不可再生资源,如果能自洛阳亮东晶须有限公司。
利用可再生的资源丰富的硫酸钙晶须作为造纸填料,
试剂:无水乙醇,分析纯,安徽安特生物化学有限
取代或部分代替不可再生的碳酸钙或瓷土矿物填料,公司;硅烷KH550、硅烷KH570,均为分析纯,南京经
对于开发新型造纸填料降低植物纤维及不可回收矿天纬化工有限公司;钛酸酯俱联剂102、钛酸酯偶联
物资源消耗、保护天然矿产资源、有效解决固废污染剂201,均为分析纯,南京曙光化工有限公司;硬脂酸,
等具有重要意义
分析纯,成都金山化学试剂有限公司。
仪器:GFJ-0.4型高速分散机,北京市小型实验机
厂;DDS-37电导仪,上海虹益仪器仪表有限公司;X
收稿日期:2012-11-12
金项目:中国博士后基全(2011499:湖南省教育斤秀青射线行射仪D8 Advance、Veco33红外光谱,德国布
年基金(11B006)。
鲁克公司;S-3700N扫描电镜,日本日立公司