最常用的填料有碳酸钙、高岭土和滑石粉,此外,少量的无定形硅石、硅酸盐、三经基铝用作填料。 填料的物理性质对纸张的不透明度和物理性质有很大影响。这些物理性质主要包括填料的反射指数、颗粒形态、粒径及其分布、比表面积、颗粒电荷和磨蚀性。 反射指数 反射指数是由填料的化学成分和分子结构所决定的一项基本性质。原子结构对光散射性不透明度有直接影响。这是因为光进入填料后在其内部发生多次反射而不是直接透过。填料的反射指数越大, 反射光的数量越多, 使纸张的不透明度越高。 颗粒形态 颗粒的形态是填料的一种重要性质。它影响光散射方式,从而影响纸中填料的光学特性,各种沉淀仇的形态不同。从而使其光散射作用的能力不同。棱柱型和菱形晶胞分别形成桶型和立方体型的固体颗粒,偏三角形晶胞形成具有许多微孔的重尊形颗粒,是这些微孔的尺寸而不是颗粒的尺寸使散射光达到最大。因此,不同形状的颗粒,其光散射的最佳值不同。 粒径及其分布 填料的粒径大小、粒径分布及填料粒子的聚集程度强烈地影响着填料的光学性质。研究发现, 当填料粒径范围较窄, 特别是填料在纸张中均匀分布时, 有助于提高光散射率。 理论上, 高反射系数的球形粒子粒径为0.2~0.3um(相当于二分之一波长)时发生最大光散射低反射系数的填料粒径更大(0.4~0.5um)时发生最大光散射。但实际填料粒子很少为球形。扁平状的颗粒如高岭土, 最大不透明度在其球形直径为0.7~1.5um时获得, 棱柱形的沉淀碳酸钙。在其直径为0.4~0.5um, 偏三角形在其当量直径为0.9~1.5um时分别达到最大光散射。同时必须说明的是, 以最佳粒径为中心的粒径分布范围越穿时, 越有利于增加纸的不透明度。 在纸厂中, 使用助留剂有助于填料在纸中的留着,但同时会引起填料聚集,填料聚集对不透明度的不利影响。填料聚集可通过使用恰当的湿部添加剂尤其是助留剂和淀粉、优化填料的添加方法和添加顺序来控制。 比表面积 颗粒粒径、粒径分布及颗粒形状都对比表面积有直接影响。颗粒的比表面积影响光散射,也影响纸张强度和印刷性能。通常比表面积高的填料会增加纸页的适印性,但会削弱纸页的强度,增加施胶的难度,这主要是由于加填后影响纸张中纤维与纤维间的结合,并干扰造纸湿部化学。 颗粒电荷 填料颗粒表面电荷在填料分散中起重要作用。影响填料状态的非水力作用力有三种范德华力常为引力、静电力、空间阻力。 这三种力随颗粒间的距离变化而变化,它们之间的平衡决定了填料粒子是呈悬浮状态还是絮聚,Zeta电位是表示胶体颗粒间静电力的一种方法,一般填料的Zeta电位为-30mV~-30mV之间。 磨蚀性 磨蚀性是填料的一项重要指标,高磨蚀性的填料会对纸机网部和印刷版造成过多的磨损,填料的磨蚀性主要是由两个因素引起的晶体的性质或填料的硬度原子间结合强度、空间排列和杂质等,填料的物理性质粒径、粒径分布、形状、表面积等。少量杂质,如硅石和石英是造成磨蚀的主要原因。同种结晶形式时, 大颗粒填料的磨蚀性高。 本文版权归作者与智桥科技所有,未经作者授权或未注明智桥科技官方微信号zqweb2013,任何组织、机构或个人不得对作品、文章实施转载。
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