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造漿率是膨潤(rùn)土顆粒在水中分散形成懸浮液,并且這種懸浮液的表觀粘度為15*10-3Ps·s時(shí)每噸膨潤(rùn)土造漿的立方數(shù)是衡量膨潤(rùn)土質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo),一般鈉質(zhì)膨潤(rùn)土的造漿性能比鈣質(zhì)膨潤(rùn)土要好。計(jì)其選漿率公式是:
造槳率(m3/t)=水的體積(mL)/土的質(zhì)量(g) 1/土的密度一般在測(cè)試表觀粘度時(shí)配制表觀粘度在10~25(*10-3 Pa·s)范圍內(nèi)三杯泥漿,經(jīng)過(guò)攪拌靜止放置16h,再攪拌,測(cè)試粘度,然后在單對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上標(biāo)出三點(diǎn)的位置,進(jìn)行連線,在坐標(biāo)上求出表觀粘度為15*10-3 Pa·s時(shí)的加土量。3、提高紙張顏料分散性和均勻性、紙張表面光潔度、紙頁(yè)勻度、紙頁(yè)強(qiáng)度與物理性能。
膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn),蒙脫石結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:1型晶體結(jié)構(gòu),由于蒙脫石晶胞形成的層狀結(jié)構(gòu)存在某些陽(yáng)離子,如Cu、Mg、Na、K等,且這些陽(yáng)離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩(wěn)定,易被其它陽(yáng)離子交換,故具有較好的離子交換性。按蒙脫石可交換陽(yáng)離子的種類(lèi)、含量和層間電荷大小,膨潤(rùn)土可分為鈉基膨潤(rùn)土(堿性土)、鈣基膨潤(rùn)土(堿土性土)、天然漂白土(酸性土或酸性白土),其中鈣基膨潤(rùn)土又包括鈣鈉基和鈣鎂基等。國(guó)外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24個(gè)領(lǐng)域100多個(gè)部門(mén)中應(yīng)用,有300多個(gè)產(chǎn)品,因而人們稱(chēng)之為“萬(wàn)用之土”。
膨潤(rùn)土也叫斑脫巖,皂土或膨土巖。我國(guó)開(kāi)發(fā)使用膨潤(rùn)土的歷史悠久,原來(lái)只是做為一種洗滌劑。(四川仁壽地區(qū)數(shù)百年前就有露天礦,當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)膨潤(rùn)土為土粉)。
其實(shí)膨潤(rùn)土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤(rùn)土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。多數(shù)礦山執(zhí)行一機(jī)部關(guān)于“鑄造用膨潤(rùn)土、粘土的部頒標(biāo)準(zhǔn)”(1997)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等。可以成致密塊狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時(shí)有滑感,小塊體加水后體積脹大數(shù)倍至20-30倍,在水中呈懸浮狀,水少時(shí)呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。
膨潤(rùn)土礦石質(zhì)量的一般工業(yè)要求以礦石中蒙脫石含量來(lái)衡量: 邊界品位:≥40%; 工業(yè)平均品位:≥50%o 蒙脫石含量一般是用吸藍(lán)量換算。同時(shí)在膨脹壓的作用下.粘稠的凝膠體會(huì)進(jìn)入建筑物的裂縫中,起剜密封防水的作用。即: M=B/K'100 式中M—膨潤(rùn)土礦石中蒙脫石相對(duì)含量,%: B—吸藍(lán)量,毫克當(dāng)量/100克樣: K—換算系數(shù),150。 可采厚度:1-2m; 夾石剔除厚度:≥1m。
前面提到膨潤(rùn)土具有強(qiáng)烈的水化作用,因而能夠形成更細(xì)微的片狀結(jié)構(gòu),呈膠體狀態(tài),大量吸附帶正電荷的電解質(zhì),可與帶負(fù)電荷的纖維結(jié)合,從而使膨潤(rùn)土留著在纖維上。在助留助濾的同時(shí),膨潤(rùn)土也起到了造紙?zhí)盍系淖饔谩?
另外膨潤(rùn)土具有“物美價(jià)廉”的特點(diǎn),可應(yīng)用于低定量紙的生產(chǎn),能夠獲得高加填量但不降低成紙強(qiáng)度,尤其是撕裂度。潤(rùn)土是以蒙脫石為主的含水黏土礦,而蒙脫石是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體構(gòu)成的2:1型層狀硅酸鹽礦物,其結(jié)構(gòu)層間以弱的庫(kù)倫力結(jié)合。杭州某研究所應(yīng)用研究表明,改性膨潤(rùn)土可作為低白度紙和紙板的填料(膨潤(rùn)土本身白度不高),表現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸附性和高度的分散性,高留著率,對(duì)成紙強(qiáng)度影響小。同時(shí),由于改性膨潤(rùn)土能吸附細(xì)小纖維和其他細(xì)小物質(zhì),降低了紙廠排放白水的濃度,能夠減小排放污水對(duì)水域造成的污染。
用鹽酸、硫酸或磷酸處理過(guò)的天然膨潤(rùn)土被稱(chēng)為酸性白土。酸性白土與膨潤(rùn)土原礦物相比,比表面積顯著增加,具有很高的吸附性能和觸媒活性。傳真紙、計(jì)算機(jī)記錄用的壓敏復(fù)寫(xiě)紙就是應(yīng)用了酸性白土與白色(無(wú)色)染料接觸發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)顯色的。
膨潤(rùn)土在無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙中作為力敏色素的顯色劑,用于無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙的酸活化處理膨潤(rùn)土產(chǎn)品,在英國(guó)、德國(guó)、日本早已生產(chǎn)使用。浙江某研究所利用仇山膨潤(rùn)土,制成無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙用特種漂土,產(chǎn)品經(jīng)北京造紙研究所等單位使用,認(rèn)為完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。
以三層的無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙為例,在上層紙和中層紙背面所用的粘結(jié)劑中包有含色素的明膠、阿拉伯樹(shù)膠微交囊在中層紙和下層紙的表面粘有酸性白土作為顯色劑。這種結(jié)構(gòu)中存在著特殊的可膨脹性層間域,使膨潤(rùn)土具有「吸水性、膨脹性、黏結(jié)性、催化性、懸浮性、無(wú)毒性、觸變性和離子交換性」等許多優(yōu)良的性能。紙中的色素受微交囊保護(hù),重疊后不自行顯色。但當(dāng)用筆尖或打字機(jī)針頭對(duì)紙面施加壓力時(shí),微交囊就會(huì),染料外溢后與涂層面接觸,酸性白土顯色劑具有吸附力并能提供質(zhì)子,無(wú)色染料獲得質(zhì)子后內(nèi)酯環(huán)斷裂形成極化離子結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)顯色。