高嶺土形狀因子的影響

時間：2014-05-12 09:52:13

作者：博鱼機器

紙張塗料塗層的力學性能對紙張加工和印刷過程是至關重要的，這些性能包括挺度、抗折疊破裂、抗掉毛掉粉以及抗拉毛強度。而在塗布紙的力學性能中，挺度和抗張強度無疑是較重要的指標，因為高嶺土粒子是扁平的，使得它們在三維方向上的力學性能不同。因此，有許多對高嶺土形狀因子在造紙中的影響進行相關研究的報道。

專家以高嶺土（100份）、聚丙烯酸鈉（分散劑，0.3%)、羧甲基纖維素(增稠劑，0.3份）、膠乳（3〜17份）為原料，調整pH值為8.0後，用孔徑為53^m的篩網來篩選塗料，製備了無塗布基材撐托的塗料塗層，並且測定了作為高嶺土粒子形狀因子函數的塗層水平抗張強度。結果發現，高嶺土的粒子形態顯著影響塗層的力學性能。高嶺土加工設備對於具有相同粒徑（經沉降法檢測）的高嶺土，隨著高嶺土粒子形狀因子的增加，塗層的水平抗張強度和挺度都增加。與其相反，塗層的破裂伸長率降低，這些結論可通過塗層的微觀結構來理解。研究還發現，增加填充物的扁平性和減小粒徑都會增大填充的聚合物體係的挺度，這可能是由於基本表麵麵積或數量的增加。片狀高嶺土塗料破裂時伸長率的減小與瓷土降低填充聚合物強度是相關的。這可能源於粒子或空隙邊緣的應力集中。

專家研究了高嶺土的顆粒形狀對塗層力學性能的影響。結果表明，高嶺土的用途在於長徑比大的高嶺土比長徑比小的高嶺土麵內抗張強度大，比GCC塗料的麵內抗張強度高6〜7倍；長徑比大的高嶺土彈性模量值非常大，這些形態指數高的高嶺土的彈性模量值比單獨使用GCC時高5〜8倍。而且與廣泛使用的低長徑比的高光澤高嶺土相比，長徑比大的高嶺土對塗層彈性模量要提高60%〜130%。塗布紙彈性模量增加的同時也增大了其挺度。進一步研究表明，對於高嶺土和GCC以1:1(質量比）混合組成的塗料，當用形狀均勻的高嶺土替代粒子大小相似的塊狀高光澤高嶺土塗布並壓光後，抗彎強度提高了11%。這是因為以超細高嶺土為基本組成的塗層隨其相對密度的增大，其塗層麵內強度和彈性模量均增大。實驗還發現對於同種高嶺土來說，扁平狀的仍然優於相對大小的塊狀，超扁平狀粒形的高嶺土對紙張的挺度提高較明顯。