造紙用碳酸鈣產(chǎn)品技術(shù)4大發(fā)展趨勢

碳酸鈣作為重要的造紙?zhí)盍虾屯坎碱伭?，均顯示其獨有的優(yōu)越性，具有繼續(xù)蓬勃發(fā)展的潛力。隨著造紙行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越嚴格，產(chǎn)品類型也越來越多樣化，表面改性、納米化、專用化和開發(fā)碳酸鈣新產(chǎn)品等將成為碳酸鈣產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展的新方向。

1、表面改性

碳酸鈣屬于無機物，顆粒表面是極性的，親水疏油，并具有團聚性，與有機高聚物相容性差，在高聚物基料中分散不均勻，結(jié)合力低，容易產(chǎn)生界面缺陷，導致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。未經(jīng)表面改性處理的碳酸鈣作為造紙?zhí)盍?，具有與紙漿纖維的相容性和結(jié)合力差、在紙張中留著率低、使紙張的機械強度下降等缺點。因此，碳酸鈣需要進行表面改性才能更好地用于造紙行業(yè)中。

碳酸鈣的表面改性工藝主要有干法改性工藝、濕法改性工藝和原位改性工藝三種。一般采用干法粉磨制備的重質(zhì)碳酸鈣采用干法改性工藝，采用濕法粉磨制備的重鈣采用濕法改性工藝。輕質(zhì)碳酸鈣采用化學法制備，一般使用原位改性工藝。造紙用碳酸鈣表面改性常用的改性劑主要有偶聯(lián)劑、聚合物、無機物等。

2、納米化

在造紙過程中加入納米碳酸鈣填料后，紙張具有以下特性：可以減緩紙張的老化，使紙張得以保存更長的時間；使紙張能夠吸收一定的紫外線；使紙張既不容易發(fā)黃又不容易發(fā)脆，并且具有良好的隔離性能等。

納米碳酸鈣用作造紙涂布顏料，有利于改善涂布紙的光澤度、白度和涂層的色相；可以保證白色顏料顏色的純正；有利于提高紙張的不透明度、光澤及印刷光澤度等光學性質(zhì)；能夠改變涂料制備液的流變性能；實現(xiàn)涂料加工紙的功能化，如絕緣、導電、抗菌性能等。

納米碳酸鈣作為造紙?zhí)盍?，一般用在特殊紙制品的制作方面，如尿不濕、衛(wèi)生巾、彩噴打印紙、紙巾及透氣膜等。

3、專用化

不同的紙張的性質(zhì)不同，需要的碳酸鈣特性也不相同。為了提高經(jīng)濟價值，可以針對某一種紙張開發(fā)對應的碳酸鈣產(chǎn)品，使之在滿足使用要求的情況下降低生產(chǎn)成本。

高檔卷煙紙要求作為填料的輕質(zhì)碳酸鈣，應具有較完整的紡錘形晶型，晶粒均勻、整齊；其粒徑主要分布在1~2μm左右，沒有大粒徑顆粒（＞5μm）；且在紙漿中分散結(jié)合性能好。

4、開發(fā)碳酸鈣新產(chǎn)品

（1）混合碳酸鈣

混合碳酸鈣(HCC)是先用離子聚合物將研磨碳酸鈣和氧化鈣的混合物制備成先凝聚體，再用二氧化碳對先凝聚體進行處理，在GCC之間形成新的碳酸鈣，最終形成碳酸鈣產(chǎn)品。后混合碳酸鈣制備過程與HCC制備過程大致相同，只是先凝聚體僅由研磨碳酸鈣形成，研磨碳酸鈣先凝聚體制備完成后，加入與HCC工藝等量的氧化鈣，再注入二氧化碳。在GCC先凝聚體的外側(cè)形成新的碳酸鈣，最終形成的碳酸鈣產(chǎn)品即為后混合碳酸鈣(PostHCC或pHCC)。

當HCC用作印刷紙張?zhí)盍蠒r，紙張具有高亮度、良好的表面平滑度、高體積、高剛度和高抗拉強度等特點。當對含有HCC的紙張施加更高的濕壓壓力時，與含GCC的紙張相比，可以獲得更高的干度，從而顯著降低干燥能量，降低溫室氣體，并節(jié)省造紙廠的生產(chǎn)成本。HCC在水中湍流條件下，比預凝GCC(pGCC)更穩(wěn)定。由于HCC可以使紙張具有高體積、高剛度、高抗拉強度而不失去平滑度，HCC有望應用于開發(fā)高加填印刷紙張。

（2）碳酸鈣晶須

碳酸鈣晶須屬文石型碳酸鈣晶型結(jié)構(gòu)，擁有彈性模量高、耐熱、耐磨和隔熱等良好的性能，并且具有晶須材料的長徑比大、纖維短、直徑?。ㄎ⒚准墸┖蛷姸雀叩忍匦?。其被廣泛應用于造紙、水泥材料、建筑材料、涂料和汽車制造材料等領(lǐng)域中。

碳酸鈣晶須具有特殊纖維狀形貌，并且生產(chǎn)成本低、來源廣泛、產(chǎn)品綠色環(huán)保。相比納米碳酸鈣，其發(fā)生團聚的可能性較小，可以更有效地發(fā)揮增韌和增強的作用。碳酸鈣晶須具有特殊的柱狀方向性，白度和填充性高，用于造紙?zhí)盍蠒r，在原紙表面平行而緊密地排列。因此，與使用粒狀碳酸鈣相比，其能使紙張具有更優(yōu)良的質(zhì)量指標。

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