改善轻型纸松厚度化学助剂的研制及作用机理研究

论文摘要

轻型纸自二十世纪九十年代中期传入我国后,逐渐受到我国印刷商和用户的青睐,越来越多的被应用于书刊印刷的生产。目前生产轻型纸的厂家主要使用的方法是添加高得率浆,国外的纸厂甚至使用100%化学机械浆。对于我国木材资源紧缺的现状,应在尽量减少使用化学机械木浆的情况下提高纸张的松厚度。国外有研究者通过有机化学助剂的添加提高成纸的松厚度,基本原理是通过使纤维表面具有疏水性,减少纤维间的结合,使成纸的松厚度提高。本文研究了提高轻型纸松厚度的一种方法,通过有机化学助剂的添加,复配木质松厚剂和膨润土进行纸张抄造,达到提高成纸松厚度的目的。研究了合成木质素-酚醛树脂的工艺条件,分析了抄纸过程中各种复配物对成纸性能的影响,并通过正交实验确定了最佳的复配比,最后研究了纸张孔隙结构对印刷适性的影响。（1）研究了合成木质素-酚醛树脂的实验工艺条件,各种反应条件对产物性能的影响。经过实验得出:甲醛和苯酚的物质的量之比为1.4:1;氢氧化钠与苯酚物质的量之比为0.3:1;反应时间为2.5h;反应温度为85℃;木质素磺酸钠取代苯酚的量为30%。得到的木质素-酚醛树脂固体含量为30.5%,粘度为495mPa?s,游离酚和游离醛含量分别为4.6%和0.21%,可以与水互溶。（2）研究了木质素-酚醛树脂、木质松厚剂和膨润土添加量对成纸性能的影响。经实验得出:成纸松厚度、裂断长、耐破指数和平滑度随木质素-酚醛树脂添加量的增加而增加,油墨吸收性随木质素-酚醛树脂添加量的增加而减小;纸张松厚度和油墨吸收性随木质松厚剂用量的增加而提高,裂断长、耐破指数和平滑度随木质松厚剂用量的增加而减小;平滑度随膨润土用量的增加而增加,松厚度、裂断长、耐破指数和油墨吸收性随膨润土用量的增加而减小。（3）通过正交实验确定了成纸的综合性能最佳时,木质素-酚醛树脂、木质松厚剂和膨润土的复配比例。当木质素-酚醛树脂、木质松厚剂和膨润土用量分别是2.0%、25%和5%时,成纸的综合性能最好。（4）初步探索了成纸孔隙结构对印刷适性的影响。主要探讨了本实验中成纸的孔隙率对成纸平滑度和油墨吸收性的影响。随着纸张孔隙率增大,纸张的平滑度减小,油墨吸收性增大。本课题的创新之处在于,LPF与纤维形成氢键结合,形成纸强度的同时增大纤维间距离,使纸页结构疏松,通过LPF与CPAM提高留着率,通过使用木质松厚剂显著提高纸页松厚度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 轻型纸概述
• 1.1.1 轻型纸的发展
• 1.1.2 轻型纸的特点
• 1.1.3 轻型纸生产工艺
• 1.2 提高纸张松厚度的方法及研究进展
• 1.2.1 造纸原料的选择
• 1.2.2 纸浆打浆度的选择
• 1.2.3 填料种类和用量的选择
• 1.2.4 压榨和压光机线压力的选择
• 1.2.5 松厚性涂层
• 1.2.6 松厚性化学助剂的添加
• 1.3 本课题研究进展及研究意义
• 1.4 本论文研究目的、研究方法及研究内容
• 第2章 木质素-酚醛树脂、木质松厚剂和膨润土研究进展
• 2.1 木质素-酚醛树脂的合成机理
• 2.1.1 水溶性酚醛树脂
• 2.1.2 木质素磺酸盐及其改性研究
• 2.1.3 木质素-酚醛树脂
• 2.2 木质松厚剂
• 2.3 膨润土
• 2.4 本章小结
• 第3章 木质素-酚醛树脂的合成
• 3.1 前言
• 3.2 商品木质素磺酸钠的提纯实验
• 3.2.1 实验原料及仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.4 小结
• 3.3 木质素-酚醛树脂的合成及检测实验
• 3.3.1 实验原料及仪器
• 3.3.2 实验方法
• 3.3.3 实验结果与讨论
• 3.3.3.1 苯酚和甲醛的物质的量的比对合成产物的影响
• 3.3.3.2 催化剂氢氧化钠用量对合成产物的影响
• 3.3.3.3 反应温度对合成产物的影响
• 3.3.3.4 反应时间对合成产物的影响
• 3.3.3.5 不同木质素磺酸钠用量对合成产物的影响
• 3.3.3.6 木质素-酚醛树脂的性能及红外谱图
• 3.3.4 小结
• 3.4 本章小结
• 第4章 轻型纸的抄造及性能检测与分析
• 4.1 前言
• 4.2 实验
• 4.2.1 实验原料及仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 木质素-酚醛树脂与阳离子淀粉对纸张性能的影响比较
• 4.3.2 不同用量LPF、木质松厚剂和膨润土对成纸性能的影响
• 4.3.3 正交试验设计及结果分析
• 4.3.4 三种复配物抄造纸张的扫描电镜图
• 4.4 本章小结
• 第5章 纸页结构对纸张性能的影响
• 5.1 前言
• 5.1.1 纸张结构概述
• 5.1.2 纸张的孔隙结构
• 5.1.3 纸张的油墨吸收性
• 5.2 实验
• 5.2.1 实验原料及仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.3 结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 全文总结
• 6.1 全文总结
• 6.1.1 木质素-酚醛树脂的合成及性能研究
• 6.1.2 轻型纸的抄造实验
• 6.1.3 成纸孔隙率的研究
• 6.2 论文的创新之处
• 6.3 论文的不足之处
• 参考文献
• 致谢
• 发表的学术论文题录