改性膨润土在处理胶黏物中的应用

任建晓 林涛 殷学风

(陕西科技大学轻工与能源学院，陕西 西安，710021)

随着我国经济发展，纸和纸板的需求也在不断的增加。据相关资料显示[1]，我国人均消耗量远低于美国的人均消耗量，表明我国在纸和纸板方面的内需有很大的潜力。正是最近几年纸和纸板的利用率大幅提高，造成了原料紧张的问题，废纸回收成为目前研究的热点。目前，国内外对再生纤维的利用进行了大量的研究[2-3]。再生纤维的利用过程也就是废纸回用的过程，废纸回用也就是去除杂质的过程。这其中最主要的杂质就是胶黏物，因而，如何去除胶黏物就成为解决造纸厂困扰的关键技术问题[4-5]。

胶黏物，一般认为是回收利用的黏性物质，但是到目前为止，还没有一个明确的定义从相关文献查出大致有以下几种说法[6-8]：（1)胶黏物是指加入到纸张中的有机物或不是纤维的混合物；（2)胶黏物在废纸中存在，由于黏性和絮聚的趋势，能够在抄纸中导致沉积问题；（3)胶黏物是说明不同起源物质的集合名词，它表示那些具有暂时的或永久的黏性物质。

胶黏物主要来源于废纸中的热融物、压敏纸、涂布黏合剂、施胶剂和油墨残余物等各种人工合成有机物,大多数胶黏物带负电荷[9]。一般胶黏物分为两大类,一类是天然胶黏物;另一类是再生胶黏物。大多数胶黏物要借助化学的方法去除或控制，在去除胶黏物的过程中需要一种化学助剂，习惯上称为固定剂[10]，但是目前常用的固定剂对纸张的物理性能有不良的影响[11]。正是由于胶黏物问题日益严重，因此有必要认真对待它[12]。并且寻找有效地控制胶黏物的控制剂。本实验探索了胶黏物控制剂不同的加入点以及不同的加入量对胶黏物去除效果的影响。

1 实验部分

1.1 实验原料

实验选用废旧新闻纸作为实验原料。

1.2 实验药品

胶黏物控制剂（VFT、SCP、VFA、VFP、SCP)；3%的NaOH溶液；4%的Na2SiO3溶液；0.4%的EDTA溶液；2.5%的 H2O2溶液 ；0.5%的 MgSO4溶液；0.3%的脱墨剂（8140HT)；0.3%的硅酸钠溶液、硫酸铜、乙二胺、硫酸。以上试剂均为分析纯，定性滤纸（110mm)。

1.3 实验仪器

数字白度仪（杭州高新自动化仪器仪表公司)、水力碎浆机（美国进口)、DDJ滤水仪（美国进口)、抄片器（陕西科技大学机械厂)、疏解机（造纸实验室)、浊度仪、疏解机等 。

1.4 实验方法

1.4.1 废纸的预处理

将废纸全部用水浸渍，甩干后用疏解机疏解。疏解机设置为1000转，全部疏解完后平衡水分两天；然后用水力碎浆机处理浆料，经水力碎浆机处理过的浆洗涤三次，装袋，平衡水分。

1.4.2 胶黏物控制剂加入点的探索

取湿浆362.58g（绝干100g)及药液；将湿浆与药液一起放入水力碎浆机，打开开关开始碎浆；碎浆结束后，取出浆料，用水洗涤三次，甩干。每次取等量的滤液；最后所得到浆料取约1g绝干浆的湿浆，加水疏解约15s，抄白度片，测白度；所得3份滤液用浊度仪分别测浊度。第一个加入点为将混有VFP的药液放入水力碎浆机中，第二个加入点为碎浆结束后再加入VFP；还有做空白试验对比。

1.4.3 不同用量的控制剂对比试验

取湿浆59.1102g（绝干浆约17.5g)，加水至 2L，放入胶黏物控制剂，搅拌器搅拌20min；用DDJ仪器进行过滤，取滤液体积1200mL，浆料甩干存袋，并做好标记；将所得滤液搅匀测浊度，静置1h后取上层清夜测浊度。然后用布氏漏斗过滤所得滤液，将所得不溶物在烘箱中准确烘烤4h后取出，冷却0.5h后称重后再测灰分；将DDJ过滤所得浆料制作手抄片定量为（60±3)g/m2；再将所得浆料抄白度片测白度；最后做空白试验对比。

2 结果与讨论

2.1 加入点结果分析

实验选用VFP作为探索加入点的胶黏物控制剂。结果见表1和表2.

表1 白度片白度测量结果

表2 滤液浊度测量结果

由表1和表2可以看出，VFP是否混入药液，最终所得浆的白度和滤液浊度的差别很小。加入点（一)所需的实验时间要比加入点（二)省10分钟，这是因为加入点（二)加入VFP后还要搅拌10分钟。空白试验与之对比下，空白组明显。故选择空白组。

2.2 不同用量控制剂对比实验结果分析

实验选用 VFT、SCP、VFA、VFP、SCP 五种胶黏物控制剂，用量为 3kg/t（0.3%)、9kg/t（0.9%)。 表3给出了不同用量对滤液和上清液浊度的影响。

表3 不同用量对滤液和上清液浊度的影响

在胶黏物控制剂含量相同的条件下，0.3%的含量滤液浊度排序为：VFT＞SCP＞VFP＞VFA＞SCA；0.9%的含量滤液浊度排序为：VFT＞VFP＞SCA＞VFA＞SCP。分析原因可能是：VFT与胶黏物存在吸附作用，并且产物都能通过100目的滤网，而其它四种控制剂可能与胶黏物结合的粒子过大或者胶黏物吸附在纤维上不能被滤网滤出。

胶黏物控制剂相同，不同含量的条件下，VFP和VFP两者滤液浊度相差不大，VFP甚至没有大的改变，而其他三种胶黏物控制剂却相差很大，含量增加只有VFA和SCA的浊度上升了，分析原因可能是：浊度上升说明含量越大，作用越明显，而下降的的VFT和SCP说明含量越大，作用反而不太明显。但是只是这单一的数据还不能完全说明问题，需要结合更多的数据才能得到比较真实的结论。

在胶黏物控制剂含量相同的条件下，0.3%的含量时上层清液的浊度排序为：SCA＞VFT＞VFA＞VFP＞SCP；0.9%的含量时上层清液的浊度排序为：VFY＞VFA＞SCA＞VFP＞SCP。

胶黏物控制剂相同，不同含量的条件下，每一种控制剂不同含量对上层清液浊度的影响都变化特别大。分析原因可能是：上层清液主要反映的是滤液中不能沉淀的物质对滤液的影响。0.3%含量的时候，SCA的滤液要比空白的浊度还要高。有一部分颗粒小的胶黏物可能吸附在纤维上，可能是SCA把吸附的这些细小的胶黏物从纤维上脱离出来，造成浊度要比其他的要高。0.9%含量的时候，VFT滤液的浊度要远远高于其他甚至是空白试验。可能是在这个含量下，其他控制剂主要起到了助留助滤的作用，VFT一点没有，反而加大了滤出的作用。

表4 不同用量对白度片的影响

不同用量对白度片的影响见表4。在胶黏物控制剂含量相同的条件下，0.3%的含量时正面白度排序：VFT＞VFP＞VFA＞SCP＞VFP；0.9%的含量时反面白度排序：SCA＞VFT＞VFA＞VFP＞SCP。 胶黏物控制剂相同，不同含量的条件下，VFT白度变化基本没有，SCP和VFP的白度随含量的增加而变大，VFA和SCA的白度随含量的增加而变小。分析原因：VFT的白度没有变化，说明VFT对白度的影响与含量基本无关。空白组的白度基本上比其他都要高，说明可能相当一部分细小的胶黏物吸附在纤维上大大影响了白度。

在胶黏物控制剂含量相同的条件下，0.3%的含量时反面白度排序：VFT＞VFA＞SCA＞SCP＞VFP；0.9%的含量时反面白度排序：VFT＞VFA＞VFP＞SCA＞SCP。胶黏物控制剂相同，不同含量的条件下，VFT、VFA和VFP反面白度基本没有变化，SCP、SCA变化相对大一点。但总体上变化量是很小的。分析原因：由于个人操作和仪器等原因，使得反面白度检测数据可能会出现误差，但是不管含量多少，不同类型控制剂，白度比空白都要小一些，说明纤维中还是有相当一部分胶黏物或者油墨粒子存在于纤维中，抄白度片时，这些粒子大部分都积聚在白度片反面。

表5 不同用量对尘埃数的影响

不同用量对尘埃数的影响见表5。在胶黏物控制剂含量相同的条件下，0.3%的含量时抄片尘埃数排序：SCA＞VFT＞VFA＞SCP＞VFP； 0.9%的含量时抄片尘埃数排序：VFP＞SCP＞VFA＞SCA＞VFT。 胶黏物控制剂相同，不同含量的条件下，SCP和VFP的尘埃数增加了，其他三种的尘埃数不同程度的减小了。分析原因：所有的控制剂实验组的尘埃数都比空白组的尘埃数少，说明控制剂对于减少纤维中的尘埃都有一定的作用，其中0.9%的VFT的效果最好，0.3%的VFP次之。而0.9%的VFP效果最差。在纸片抄造过程中，需要加入一定的水稀释浆料，这在一定程度上相当于对浆料进行了一次洗涤，虽然已经严格控制了加入水的体积以保证对其影响效果尽量保持一致减少误差。

3 结论

3.1 以旧新闻纸为实验原料，以VFP作为胶黏物控制剂，在废纸处理工艺中，两个加入点的实验结果没有取得预想的效果，原预想是两个加入点的实验数据可能会有较大差异从而选择一个效果最好的加入点进行下一步实验，但是两者差别不大。故放弃了这两个加入点。

3.2 在不同用量的胶黏物控制剂对比试验中，这五种新型胶黏物控制剂在0.3%和0.9%的用量下都有不同的实验数据，每种控制剂在不同用量的情况下都有各自的特点。控制剂VFT和SCA对于胶黏物的去除效果很小，SCP和VFA的效果比前两个要好一些，VFP的效果在这五种新型胶黏物控制剂中的效果是最好的。

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