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在制漿過程中,大量的水溶性聚合物和膠體物釋放至生產過程的水中,木材的膠體物和樹脂物有沉積在設備和產品表面的趨向,會引起生產問題和紙頁缺陷。樹脂控制的方法主要可分為物理控制法和化學控制法。其中化學控制法是目前為常用和比較有效的樹脂控制方法,它是利用一些樹脂控制劑使樹脂附著在纖維表面或穩(wěn)定地分散在漿料系統(tǒng)中,從而避免樹脂在設備表面的沉積。以膨潤土代替表面活性劑有好的物理性能,改善了化學穩(wěn)定性,減少了水解作用的發(fā)生,同時也降低了表面活性劑對造紙過程的不良影響,當用作內部施膠時,膨潤土還可在微粒助留助濾體系中起到助留助濾的作用。
經改性處理的有機膨潤土由于具有較大的比表面積和有機物親和力,因而也是一種有效的樹脂控制劑。它可以吸附系統(tǒng)中憎水性的膠狀樹脂,降低樹脂的表面能量,使樹脂失去其特有的粘性,從而抑制了樹脂的粘附、聚結和沉積,將0.5%~1%的膨潤土加入紙漿懸浮液中,可以有效地吸附這些雜質及防止它們聚集。4)獲得的有機膨潤土產品質量穩(wěn)定、外觀均一、成本較低,吸附性能優(yōu)良,去除有機污染物效果好,經濟高效。
膨潤土除了能吸附膠狀樹脂外,也可以附著在已聚結的樹脂顆粒上,從而降低樹脂的粘性。然而當系統(tǒng)中存在剪切力時,已聚結的樹脂顆??赡軙匦卤┞冻鲂迈r的表面,而又具有聚結與沉積的趨勢,因此合理選擇膨潤土加入的位置非常重要。
前面提到膨潤土具有強烈的水化作用,因而能夠形成更細微的片狀結構,呈膠體狀態(tài),大量吸附帶正電荷的電解質,可與帶負電荷的纖維結合,從而使膨潤土留著在纖維上。在助留助濾的同時,膨潤土也起到了造紙?zhí)盍系淖饔谩?
另外膨潤土具有“物美價廉”的特點,可應用于低定量紙的生產,能夠獲得高加填量但不降低成紙強度,尤其是撕裂度。杭州某研究所應用研究表明,改性膨潤土可作為低白度紙和紙板的填料(膨潤土本身白度不高),表現(xiàn)出強烈的吸附性和高度的分散性,高留著率,對成紙強度影響小。同時,由于改性膨潤土能吸附細小纖維和其他細小物質,降低了紙廠排放白水的濃度,能夠減小排放污水對水域造成的污染。雙電層的厚度與反離子價數(shù)的兩次方成反比,即陽離子價高,水化膜薄,膨脹倍數(shù)低。
由于膨潤土具有上述工藝特性,使其作為粘結劑、吸附劑、催化劑、增稠劑、觸變劑、脫色劑等廣泛應用于冶金球團、鑄造、鉆井、化工、食品等24個領域100多個部門,見表2。但其主要消費領域是鑄造型砂、鐵礦球團、鉆井泥漿,消費量約占世界總產量的75%。我國膨潤土主要應用領域的消耗量為:鑄造用膨潤土90.41萬噸(占73.5%),鉆井泥漿8.61萬噸(占7%),石油化工(包括脫色)用膨潤土7.75萬噸(占6.3%),鐵礦球團用膨潤土3.69萬噸(占3%),輕工建材、農業(yè)藥和印染等10.1萬噸(占8.2%)。為此,進一步優(yōu)化膨潤土使用技術,完善防水毯的使用形式,實現(xiàn)膨潤土直接使用、防滲工程的自動化施工和材料工程一體化是技術創(chuàng)新重點。