无机胶粘剂在纸张表面处理效果的研究开题报告

1. 研究目的与意义

由于国内木材纤维原料缺乏，制造纸和纸板的原料中，二次纤维和草类纤维所占比例不小，纤维短、强度差，直接影响了成纸强度。人们尝试采用一些物理或化学方法来改善纸板（尤其是包装用纸）的强度。本课题试想将廉价的硅酸盐类（水玻璃、水泥）引入纸和纸板表面处理工艺，通过合适的方式、适量的涂布量，对纸板进行表面施胶或涂布，并使硅酸在纸张表面固化、形成一层坚硬、均匀并具有良好抗水性的薄膜，从而提高纸或纸板强度，降低生产成本。

2. 国内外研究现状分析

1.3.2水玻璃在造纸工业中的应用^[18]

1.3.2.1作为废纸脱墨助剂应用

水玻璃在废纸脱墨过程中作为脱墨剂起到了很多作用。例如：它的碱性基团主要有三个作用，第一能作为部分有效碱，第二对油墨进行皂化处理，第三起到ph值缓冲作用,使ph维持在9.5或稍高直至硅酸耗尽。二氧化硅基团主要有两个作用，第一提供有润湿剂和分散剂的作用（作用的）低聚硅酸，第二乳化油墨和分散油墨粒子，阻止其沉积在纤维上,这样可更好地协同表面活性剂发挥作用。除此之外，钠水玻璃与过氧化氢同时使用还可以钝化过渡金属离子,防止金属离子对过氧化氢的加速分解,从而起到稳定过氧化氢的作用。

脱墨系统中的氢氧化钠可以中和油墨中的酸性物质,皂化油墨中的动植物连结料,但是矿物油脂不能被碱皂化,而硅酸钠能清除包括矿物油脂在内的一切油脂。硅酸钠氧原子的一端是憎水的,吸附时向着油,而另一端是亲水的,吸附时向着水溶液 ,这样就降低了油水溶液之间的界面张力,乳化矿物油,使油膜变成小油滴分散在溶液中^[20],在碱性脱墨中既是润湿剂又是乳化剂。同时硅酸钠水解产生的低聚硅酸及单硅酸具有胶束结构,本身又带负电荷能分散油墨粒子,抑制油墨粒子的再聚集,贾云^[21]研究中还指出,硅酸钠的分散力是由于其具有好的悬浮性并具有优良的吸附性,能将污垢(油墨粒子)吸附在它的表面使之保持在液相中。但是,硅酸钠也有一定的不足之处,在 netbond助留系统的新闻纸生产中,模数为3.3的硅酸钠对后面的留着有不良影响,模数在2左右几乎无影响^[22]。

1.3.2.2过氧化氢漂白中的应用

硅酸钠对过氧化氢漂白有着独特的作用。第一，它本身即为无毒的无机物,对环境无有害影响,比edta、dtpa环保。第二,硅酸钠用于过氧化氢漂白除提供碱环境外,其低聚硅酸中的二氧化硅基团水解释放oh^-来缓冲漂白过程中的ph值(直至二氧化硅基团耗尽)。硅酸钠的缓冲能力随着模数的增加(模数1～3),硅酸钠分子内缩合程度升高,溶液稀释时缩合键水解断裂量增大,缓冲性能提高^[23]。第三，硅酸钠中许多低聚硅酸阴离子的复合体能与重金属离子形成胶体,使其钝化,从而保证h₂o₂充分发挥有效作用。pierre larnico等^[24]研究 sgw和 tmp的过氧化氢漂白中发现,含单硅酸、二硅酸多的低模数硅酸钠不仅有助于提高白度,还可减少浆料在纸机湿部的阳离子需求量。

3. 研究的基本内容与计划

内容：使用不同的药品复配水玻璃溶液，改变不同的变量，寻找最佳的药品及比例，使瓦楞原纸达到一定的抗水能力。

计划：3月完成资料的收集整理，寻找合适的复配材料

4月改变不同的变量寻找水玻璃与复配材料的最佳比例

4. 研究创新点

1、应用水玻璃作为表面施胶剂，利用水玻璃脱水凝胶固化后的挺硬度，来提高瓦楞原纸的环压强度，扩大了水玻璃在制浆造纸工业上的应用范围。