高炉干渣纤维的化学软化及其配抄纸包装材料的应用研究

论文摘要

本论文对高炉干渣纤维进行了化学软化,并对高炉干渣纤维与废纸浆配抄纸包装材料的应用技术进行了试验研究。首先观察了高炉干渣纤维的纤维形态,并测定了渣纤维的长度、宽度。结果表明:渣纤维呈光滑的圆柱状,具有一定的强度和韧性,然而渣纤维脆性较大;渣纤维的算术平均长度达到1.84cm,宽度达到了3.76μm,且长度、宽度分布较均匀。高炉干渣纤维与废纸浆配抄瓦楞原纸、箱板纸的试验研究,渣纤维配比量为20%,分别在纸浆中加入三种不同用量的增干强剂:阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、阴离子淀粉。实验结果表明:阳离子聚丙烯酰胺用量0.2%、阳离子淀粉用量0.8%、阴离子淀粉用量1.0%时,配抄的瓦楞原纸与未加入渣纤维所抄纸页的物理强度相近。由于高炉干渣纤维价格低廉、滤水性强、吸湿性差,因此可以提高纸机的生产能力且可以节约大量热能,从而降低瓦楞原纸的生产成本。阳离子聚丙烯酰胺用量0.6%,配抄的箱板纸增强效果较明显,且可降低箱板纸的生产成本。而阳离子淀粉、阴离子淀粉用量较大时,对配抄的箱板纸增强效果明显,从生产成本考虑,不适宜选用阳离子淀粉、阴离子淀粉作为配抄箱板纸的增干强剂。对高炉干渣纤维取代部分废纸浆配抄纸浆模塑制品的研究,得出渣纤维配抄模塑制品的最佳工艺条件及热能的节约量。实验结果表明,通过调整渣纤维的配比量,可以获得具有不同缓冲性能和刚性的模塑制品,进而能够满足不同包装产品的缓冲要求。低浓度碱（NaOH）对高炉干渣纤维进行化学的研究表明,影响化学软化性能的因素主要有反应时间、碱液浓度、反应温度。通过调整这些因素可以获得较好的渣纤维软化性能,继而提高与植物纤维间的结合力,增加纸页强度。低浓度酸（HCl）对渣纤维的化学软化效果较明显,但由于是释放出H2S,考虑到对环境造成较大影响,因此不宜采用低浓度酸进行渣纤维的化学软化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 造纸用矿物纤维的研究现状与前景
• 1.1.1 矿物纤维研究现状
• 1.1.1.1 海泡石纤维
• 1.1.1.2 硅灰石
• 1.1.1.3 石膏纤维
• 1.1.1.4 玄武岩纤维
• 1.2 开发高炉干渣纤维原料的意义
• 1.2.1 高炉干渣应用途径及存在问题
• 1.2.1.1 应用途径
• 1.2.1.2 存在问题
• 1.2.2 生产高炉干渣纤维工艺现状
• 1.2.3 高炉干渣纤维的化学性质
• 1.2.4 高炉干渣纤维与玄武岩纤维化学组分比较
• 1.2.5 高炉干渣纤维生产纸制品现状
• 1.3 绿色包装材料的现状及发展前景
• 1.3.1 瓦楞纸板
• 1.3.2 蜂窝纸板
• 1.3.3 纸浆模塑制品
• 1.3.4 可降解泡沫塑料
• 1.3.5 发泡植物纤维
• 1.4 增强高炉干渣纤维结合力的研究
• 1.4.1 高炉干渣纤维与植物纤维结合的机理
• 1.4.2 纸张强度产生的原因
• 1.4.3 纸张增干强剂机理
• 1.4.3.1 阳离子聚丙烯酰胺
• 1.4.3.2 阳离子淀粉
• 1.4.3.3 阴离子淀粉
• 1.4.4 化学软化高炉干渣纤维增强机理
• 1.4.4.1 用碱对高炉干渣纤维软化机理
• 1.4.4.2 用酸对高炉干渣纤维软化机理
• 1.5 本文提出的必要性及依据
• 1.6 本文研究的内容和创新之处
• 第二章 实验
• 2.1 高炉干渣纤维的纤维形态分析
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验方法与设备
• 2.1.2.1 高炉干渣纤维的分散
• 2.1.2.2 纤维长度、宽度的测定
• 2.2 配抄瓦楞原纸与箱板纸实验
• 2.2.1 实验原料、药品
• 2.2.1.1 制备浆料
• 2.2.1.2 实验药品
• 2.2.2 实验方法与设备
• 2.2.2.1 药品的溶液配制
• 2.2.2.2 浆料的打浆度测定
• 2.2.2.3 纸页物理性能及灰分的测定
• 2.3 制备纸浆模塑制品的实验
• 2.3.1 实验原料
• 2.3.2 实验模具
• 2.3.3 工艺流程
• 2.3.3.1 除渣处理
• 2.3.3.2 混合与成型
• 2.3.3.3 干燥
• 2.3.4 纸浆模塑制品的各项指标的测定
• 2.4 高炉干渣纤维软化实验
• 2.4.1 实验药品
• 2.4.2 工艺流程
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 高炉干渣纤维的纤维形态分析
• 3.1.1 高炉干渣纤维的纤维形态观察
• 3.1.2 高炉干渣纤维的纤维形态测定
• 3.2 高炉干渣纤维加入量的确定
• 3.2.1 渣纤维加入量对紧度的影响
• 3.2.2 渣纤维加入量对裂断长的影响
• 3.2.3 渣纤维加入量对环压指数的影响
• 3.2.4 渣纤维加入量对耐破指数的影响
• 3.2.5 渣纤维加入量对撕裂指数的影响
• 3.2.6 渣纤维加入量对耐折度的影响
• 3.2.7 渣纤维加入量对打浆度的影响
• 3.2.8 渣纤维加入量对留着率的影响
• 3.3 高炉干渣纤维配抄瓦楞原纸、箱板纸
• 3.3.1 三种增干强剂用量的确定
• 3.3.1.1 阳离子聚丙烯酰胺用量的确定
• 3.3.1.2 阳离子淀粉用量的确定
• 3.3.1.3 阴离子离子淀粉用量的确定
• 3.3.2 高炉干渣纤维配抄瓦楞原纸
• 3.3.2.1 三种增干强剂的增强实验结果
• 3.3.2.2 阳离子聚丙烯酰胺对瓦楞原纸的性能影响
• 3.3.2.3 阳离子淀粉对瓦楞原纸的性能影响
• 3.3.2.4 阴离子淀粉对瓦楞原纸的性能影响
• 3.3.2.5 经济分析
• 3.3.3 高炉干渣纤维配抄箱板纸
• 3.3.3.1 三种增干强剂的增强实验结果
• 3.3.3.2 阳离子聚丙烯酰胺对箱板纸的性能影响
• 3.3.3.3 阳离子淀粉对箱板纸的性能影响
• 3.3.3.4 阴离子淀粉对箱板纸的性能影响
• 3.3.3.5 经济分析
• 3.4 高炉干渣纤维配制纸浆模塑产品
• 3.4.1 与废纸浆配制纸浆模塑制品
• 3.4.1.1 废纸浆与除渣后高炉干渣纤维配比的试验
• 3.4.1.2 废纸浆与含渣高炉干渣纤维配比的试验
• 3.4.2 与废纸箱浆配制纸浆模塑制品
• 3.4.2.1 废纸箱浆与除渣后高炉干渣纤维配比的试验
• 3.4.2.2 废纸箱浆与含渣高炉干渣纤维配比的试验
• 3.4.3 纸浆模塑制品的热能节约试验
• 3.5 高炉干渣纤维软化实验
• 3.5.1 低浓度碱（NaOH）软化高炉干渣纤维
• 3.5.1.1 实验方案及结果
• 3.5.1.2 实验数据处理与分析
• 3.5.2 低浓度酸（HCl）软化高炉干渣纤维
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢