CMC对纸张湿抗张强度的影响.pdf

论文与综述CMC对纸张湿抗张强度的影响华承亮,赵有,李伟琪(牡丹江恒丰纸业股份有限公司,黑龙江 牡丹江 )摘要当纸张被浸湿后,纤维会快速吸水润胀,导致纤维间结合强度降低,纸张强度损失较大,在生产过程中容易发生断头,影响生产效率及纸张使用性能,为满足生产需求,纸张需要具有一定的湿抗张强度.本文主要探究添加CMC对纸张湿抗张强度的影响,结果表明添加CMC在一定程度上可以提高纸张的湿抗张强度.此外,CMC参与打浆后,可提高打浆效率,降低能耗.关键词CMC;造纸;湿抗张强度收稿日期:随着科技的不断进步,造纸行业正逐步从传统模式向“绿色、智能、科技、高效”的新发展模式过渡,纸机的生产能力和生产效率日益提高,车速得到大幅度提升,为满足生产需求,对纸张强度提出了更高的要求.众所周知,纸张在初步成型后首先会经过压榨,通过压力挤压出纸张中多余的水分,同时将纤维挤压的更加紧密,提高纸张强度.但如果纸张本身强度不足以抵抗压榨的挤压作用力,纸张就会被压断压溃,从而导致断头,影响生产效率.生产中通常会在浆内添加湿强剂用于提高纸张的湿抗张强度,进而保证生产的连续性.羧甲基纤维素(CMC)是一种无毒无害、易溶于水的白色絮状粉末物质,具有性能稳定、耐酸耐盐、成膜性好等特点,被广泛应用于造纸、石油、纺织等领域.有研究表明CMC可以改善纸浆纤维的结合力,起到保持水分和提高纸张物理性能的作用.本文主要探究CMC对纸张湿抗张强度的影响.实验实验原料、药品与仪器漂白硫酸盐针叶木浆;湿强剂(新星);CMC(江 阴 恒 达);瓦 力 打 浆 机(S ,德 国F R ANK P T I集团);恒温水浴锅(S J H S,宁波天恒仪器厂);电动搅拌器(J J ,江苏金坛市金城国胜实验仪器厂);电子天平(ML /,梅特勒托利多仪器(上海)有限公司);打浆度仪(S R/P,巴西R E GME D公司);抄片器(R K A,西班牙P TA公司).实验方法CMC溶液制备称取gCMC粉末于烧杯中,加水至 g后置于 水 浴 锅 中,搅 拌 h,后 得 到 浓 度 的CMC溶液.湿强剂溶液制备量取 m L湿强剂原液,加水稀释至 倍后得到湿强剂溶液.实验室抄片抄造定量为 g/m的纸页,称取一定量浆板,经疏解后分别加入CMC和湿强剂,均匀混合后使用抄片器进行抄片,然后将湿纸页放置于 真空干燥器中烘干m i n得到实验室抄片.在不加湿强剂的情况下,考察加入 m LCMC溶液对纸张湿强度的影响.保证湿强剂加入量m L不变,改变CMC的加入量(、m L、m L、m L)进行抄片,考察CMC加入量对纸张湿强度的影响.加入 m L湿 强 剂 溶 液,分 别 考 察 不 加CMC和加入m LCMC溶液对打浆时间的影 年第期 造 纸 技 术 与 应 用响,同时取不同打浆度(S R、S R、S R、S R)的浆料进行抄片,用于探究打浆度对纸张湿强度的影响.结果与讨论CMC加入量对纸张湿强度的影响不同CMC加入量的纸张湿抗张强度如表所示.表不同CMC加入量的纸张湿抗张强度湿强剂加入量/m LCMC加入量/m L湿抗张强度/k Nm 无法检测无法检测 由表结果看出,在不加湿强剂的情况下,仅加入CMC不能提高纸张的湿抗张强度.加入湿强剂后,纸张的湿抗张强度有明显增加,纤维与湿强剂分子结合成键,湿强剂可牢固地附着在纤维表面与空隙间.在纸张接触水后,这些湿强剂分子可有效阻止水分子渗入,避免了纤维因吸水润胀导致结合强度遭受破坏,确保纸张具有一定的湿抗张强度.随着CMC加入量的增加,纸张的湿 抗 张 强 度 也 随 之 提 高,当CMC加 入 至 m L后,湿抗张强度提升明显.说明CMC增强了纤维间的结合强度.CMC作为润胀剂使纤维得到了更好的润胀,同时降低了纤维间的内聚力,形成内部细纤维化,提高了纤维的分丝帚化程度,进而导致纤维间结合更加紧密,纸张湿抗张强度得到显著提升.加入C M C对打浆时间及纸页物理指标的影响加入CMC对打浆时间的影响实验考察了在相同打浆条件下,湿强剂加入量为 m L,加入CMC对打浆时间的影响,结果如表所示.由表可看出,达到相同打浆度,加入CMC可 有 效 缩 短 打 浆 时 间.这 说 明 加 入CMC提高了打浆效率,促进了细纤维化,使滤水效率降低,缩短了打浆时间.表相同打浆度打浆时间对比序号CMC加入量/m L打浆度/S R湿重/g打浆时间/m i n 加入CMC对纸页物理指标的影响取不同打浆度的浆料进行抄片,检测纸页物理指标,考察其对纸张物理指标的影响,结果如表所示.表抄片物理指标对比序号CMC加入量/m L定量/gm 厚度/m透气度/C U抗张强度/k Nm 湿抗张强度/k Nm 由表结果可看出,随着打浆度提高,纸张的湿抗张强度也随之增强.打浆度反应的是纤维的切断程度及帚化状态,打浆度越高,纤维被切断的程度也就越重,纤维分丝帚化状态也就越好,纤维间的结合力也更加牢靠,纸张强度也会得到提升.但是在相同的打浆度状态下,加入CMC后的纸页厚度增加、透气度提高,抗张强度降低,湿抗张强度有明显提高,分析为加入CMC打浆后,CMCCMC对纸张湿抗张强度的影响附着在纤维表面,提高了浆料黏度,导致滤水性能降低,打浆度升高.结论CMC与湿强剂共同作用可以进一步提高纸张的湿抗张强度,在一定程度上可以降低湿强剂的加入量.打浆度会影响纸张的湿抗张强度,打浆度越高,加入CMC纸张的湿抗张强度也就越大.CMC参与打浆后,可提高打浆效率,降低能耗.参考文献詹金春CMC在纸浆造纸工业中的应用C/福建省造纸学会第三届海西纸业论坛论文集 :王治艳常用造纸湿强剂的作用机理及研究现状J黑龙江造纸,():龙柱,杨红新羧甲基纤维素改善纸张强度的研究J中华纸业,():T h eE f f e c t o fCMCo nt h eW e tT e n s i l eS t r e n g t ho fP a p e rH U AC h e n g l i a n g,Z H A OY o u,L IW e i q i(M u d a n j i a n gH e n g f e n gP a p e rC o,L t d,M u d a n j i a n g ,C h i n a)A b s t r a c t:F i b e r sh a v e e x t r e m e l ys t r o n gh y d r o p h i l i c i t y Wh e n t h ep a p e r i s s o a k e d,f i b e r sw i l l q u i c k l ya b s o r bw a t e ra n ds w e l l,r e s u l t i n gi nad e c r e a s e i nt h eb o n d i n gs t r e n g t hb e t w e e nf i b e r sa n das i g n i f i c a n tl o s so fp a p e rs t r e n g t h D u r i n gt h ep r o d u c t i o np r o c e s s,b r e a k a g e i sp r o n et oo c c u r,w h i c ha f f e c t sp r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya n dp a p e r p e r f o r m a n c e T om e e t p r o d u c t i o nn e e d s,p a p e r n e e d s t oh a v e a c e r t a i n l e v e lo fw e tt e n s i l es t r e n g t h T h i sa r t i c l e m a i n l ye x p l o r e st h ee f f e c to fa d d i n gCMCo nt h ew e tt e n s i l es t r e n g t ho fp a p e r,a n dt h er e s u l t ss h o wt h a tCMCc a ni m p r o v et h ew e t t e n s i l es t r e n g t ho fp a p e rt oac e r t a i ne x t e n t I na d d i t i o n,w i t hCMCp a r t i c i p a t e s i nr e f i n i n g,i t c a n i m p r o v e r e f i n i n ge f f i c i e n c ya n d r e d u c ee n e r g yc o n s u m p t i o n K e y w o r d s:CMC;p a p e rm a k i n g;w e t t e n s i l es t r e n g t h(上接第 页)刘超,翟欣,许自成,等关于烟秆资源化利用的研究进展J江西农业学报,():郑书敏烟秆 潜在的制浆造纸原料J国际造纸,():沈靖轩,陈婉,刘润昌,等烟秆CMP浆配抄包装用薄页纸的研究J中国造纸,():梁虎南,魏雨虹,刘秉钺烟秆A 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a p e rh a v ed e c r e a s e d K e y w o r d s:t o b a c c os t r a w;t o b a c c os t r a wp o w d e r;w a s t ep u l p;p a p e rm a k i n g 年第期 造 纸 技 术 与 应 用