在過去的(de)(de)二三十年間，造紙(zhi)工業的(de)(de)下列發展趨勢使(shi)得(de)濕(shi)部(bu)化學更為復雜(za)，促使(shi)人(ren)們不斷加(jia)強和優化濕(shi)部(bu)化學控制。主要(yao)包(bao)括：(1)紙(zhi)機(ji)速度的(de)(de)不斷提(ti)高(gao);(2)夾網和頂網的(de)(de)應用(yong);(3)二次(ci)纖維用(yong)量的(de)(de)增加(jia);(4)定量越來越低(di);(5)由酸性向堿性抄(chao)造條(tiao)件的(de)(de)轉變;(6)白水回用(yong)量的(de)(de)提(ti)高(gao);(7)濕(shi)部(bu)助(zhu)劑成本的(de)(de)降低(di);(8)高(gao)質(zhi)量紙(zhi)的(de)(de)追求。

　　前四個(ge)趨勢(shi)致使獲得高(gao)的(de)(de)單程留著(zhu)(zhu)更加困難，由酸性向堿(jian)性抄(chao)造條件的(de)(de)轉(zhuan)變需(xu)要(yao)提高(gao)單程留著(zhu)(zhu)，隨(sui)著(zhu)(zhu)白(bai)水回用量的(de)(de)提高(gao)，許多干擾物質不(bu)斷積(ji)累，使濕(shi)部化學(xue)現象(xiang)變得復雜(za)，最后兩個(ge)趨勢(shi)顯然是要(yao)提高(gao)濕(shi)部添加劑的(de)(de)效率(lv)。隨(sui)著(zhu)(zhu)人們(men)對高(gao)填(tian)料紙(zhi)張(zhang)的(de)(de)追(zhui)求，人們(men)同時也面(mian)臨著(zhu)(zhu)對于填(tian)料留著(zhu)(zhu)方面(mian)的(de)(de)挑戰。

　　要達到(dao)使用填(tian)料(liao)(liao)(liao)的(de)目的(de)和(he)經濟性，這(zhe)不(bu)僅取(qu)決于(yu)填(tian)料(liao)(liao)(liao)留(liu)著(zhu)率，還取(qu)決于(yu)它在紙(zhi)(zhi)頁(ye)中的(de)分布情況，低的(de)填(tian)料(liao)(liao)(liao)留(liu)著(zhu)率，填(tian)料(liao)(liao)(liao)的(de)過分絮(xu)聚及(ji)其分布的(de)兩(liang)面(mian)差都會影(ying)響(xiang)到(dao)紙(zhi)(zhi)產品(pin)的(de)白度(du)(du)、不(bu)透(tou)明度(du)(du)、光澤度(du)(du)、強度(du)(du)、塵埃度(du)(du)等主(zhu)要質量品(pin)質。只有(you)尋求(qiu)在助(zhu)留(liu)體系(xi)，填(tian)料(liao)(liao)(liao)，施膠和(he)增強樹脂(zhi)技(ji)術(shu)上的(de)進步才(cai)有(you)機會克服高加填(tian)量的(de)消極影(ying)響(xiang)。許多新型結(jie)構的(de)填(tian)料(liao)(liao)(liao)已(yi)經被開發，能大(da)大(da)降(jiang)低加填(tian)對強度(du)(du)和(he)施膠造成的(de)不(bu)利影(ying)響(xiang)，微粒聚合物助(zhu)留(liu)體系(xi)可以(yi)很容(rong)易地(di)獲得較高的(de)填(tian)料(liao)(liao)(liao)留(liu)著(zhu)率而無損紙(zhi)(zhi)機的(de)運行和(he)紙(zhi)(zhi)頁(ye)特征。

　　近些年來，造紙(zhi)(zhi)(zhi)濕部(bu)化學研究有(you)了(le)(le)很(hen)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)進展，造紙(zhi)(zhi)(zhi)助留(liu)助濾體系有(you)了(le)(le)較快的(de)(de)(de)(de)發(fa)展，提高(gao)填料(liao)留(liu)著率成(cheng)了(le)(le)大(da)(da)家關(guan)注的(de)(de)(de)(de)課(ke)題。填料(liao)作為(wei)一種(zhong)惰性物質，能夠直接影響纖維(wei)間的(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)，因此加(jia)入填料(liao)對紙(zhi)(zhi)(zhi)張的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)部(bu)分機械強度有(you)不利影響。填料(liao)顆粒的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小及形狀決定其(qi)對紙(zhi)(zhi)(zhi)張機械強度的(de)(de)(de)(de)影響程度。加(jia)入粉煤(mei)灰(hui)(hui)使(shi)紙(zhi)(zhi)(zhi)張的(de)(de)(de)(de)物理強度比(bi)加(jia)高(gao)嶺土的(de)(de)(de)(de)稍低，這是因為(wei)粉煤(mei)灰(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)顆粒較大(da)(da)及形狀不規則。粉煤(mei)灰(hui)(hui)和(he)高(gao)嶺土的(de)(de)(de)(de)主要成(cheng)分都是SiO2和(he)Al2O3。

　　將粉(fen)(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)作(zuo)為造(zao)紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)填(tian)料有四(si)大(da)優勢(shi)：(1)與其他造(zao)紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)填(tian)料相比(bi)，粉(fen)(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)價格較低(di)，有望將造(zao)紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)生產成本降(jiang)低(di)3%～5%;(2)在用量一定時可使(shi)紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)張達(da)到(dao)更高的(de)不透(tou)明度(du);(3)添(tian)加粉(fen)(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)為填(tian)料的(de)紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)張的(de)機械強度(du)高于添(tian)加高嶺土的(de)紙(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)張;(4)粉(fen)(fen)(fen)煤灰(hui)(hui)是一種主要的(de)固體垃圾，確保其合理利(li)用可以避(bi)免對(dui)環境(jing)的(de)污染。

　　有(you)研(yan)究(jiu)(jiu)表明，工(gong)業固廢(fei)粉煤灰(hui)可(ke)(ke)作為瓦楞(leng)原紙(zhi)填料的(de)替代(dai)品，在(zai)瓦楞(leng)原紙(zhi)中的(de)最(zui)大用量為10%，糊化陽離子淀粉溶液的(de)加入量為1.5%時，可(ke)(ke)獲得(de)較好質量的(de)產品。還有(you)相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)(jiu)表明，隨(sui)著填料量的(de)增加(從0%~21.5%)，粉煤灰(hui)與高嶺土(tu)相(xiang)比，其成紙(zhi)耐破指(zhi)數、抗(kang)張指(zhi)數變化趨(qu)勢(shi)相(xiang)似(si)，撕裂指(zhi)數和紙(zhi)張不(bu)透明度(du)稍好于(yu)高嶺土(tu)，而白(bai)度(du)卻明顯低(di)于(yu)高嶺土(tu)。從固體廢(fei)物(wu)(wu)粉煤灰(hui)的(de)吸附機(ji)理(li)看，主要有(you)物(wu)(wu)理(li)吸附和化學(xue)吸附兩(liang)種。這兩(liang)種作用同(tong)時存(cun)在(zai)，但(dan)在(zai)不(bu)同(tong)條件下表現出的(de)優勢(shi)不(bu)同(tong)。

　　同時，可吸附紙(zhi)(zhi)漿中(zhong)(zhong)細小纖(xian)(xian)(xian)維，使白水中(zhong)(zhong)細小纖(xian)(xian)(xian)維含量減少。另外，有些顆粒(li)(li)以多孔性玻(bo)璃體為主，纖(xian)(xian)(xian)維可以留著(zhu)在(zai)顆粒(li)(li)與顆粒(li)(li)之間的(de)孔中(zhong)(zhong)，從而使填(tian)料留著(zhu)在(zai)紙(zhi)(zhi)內，減少纖(xian)(xian)(xian)維的(de)損(sun)失。由此(ci)可知，使用(yong)粉(fen)煤灰作為造(zao)紙(zhi)(zhi)填(tian)料時加(jia)填(tian)量同樣不能太高。一(yi)般在(zai)抄造(zao)新聞紙(zhi)(zhi)、箱板紙(zhi)(zhi)、瓦楞原紙(zhi)(zhi)、包裝紙(zhi)(zhi)、灰底白紙(zhi)(zhi)板等(deng)對(dui)白度要求比較低(di)的(de)紙(zhi)(zhi)種時，按要求加(jia)入相應顏(yan)色(se)的(de)粉(fen)煤灰。目前還處于實驗室研究階(jie)段，未(wei)見有工業應用(yong)方面的(de)報道。

　　為(wei)了增加填(tian)料用量(liang)而又不(bu)影響紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)性質，人們(men)提出(chu)改變填(tian)料的(de)(de)(de)(de)結構(gou)，使它們(men)的(de)(de)(de)(de)行(xing)為(wei)更(geng)類(lei)似纖(xian)維。這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)填(tian)料會(hui)有(you)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)留著(zhu)率(lv)，同(tong)時也(ye)不(bu)會(hui)對紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)性質和紙(zhi)(zhi)(zhi)機的(de)(de)(de)(de)運轉性能(neng)(neng)有(you)負面影響，這(zhe)樣就有(you)可(ke)能(neng)(neng)用更(geng)多的(de)(de)(de)(de)填(tian)料取代(dai)價格(ge)較(jiao)(jiao)貴(gui)的(de)(de)(de)(de)纖(xian)維。纖(xian)維狀(zhuang)硅灰(hui)石(shi)(shi)是一種鏈(lian)狀(zhuang)偏(pian)硅酸(suan)鈣(gai)礦物，分(fen)(fen)子(zi)式為(wei)CaSiO3或Ca3(Si3O9)，理(li)論化學成(cheng)分(fen)(fen)為(wei)SiO2含(han)(han)量(liang)40%~50%，CaO含(han)(han)量(liang)45%～50%，Al2O3含(han)(han)量(liang)2%~5%，MgO含(han)(han)量(liang)2%~5%，在其形成(cheng)過程中Ca有(you)時被Fe、Mn、Ti、Sr等離子(zi)部分(fen)(fen)置換(huan)而呈(cheng)類(lei)質同(tong)象體。硅灰(hui)石(shi)(shi)分(fen)(fen)為(wei)α晶型(xing)(xing)和β晶型(xing)(xing)，α晶型(xing)(xing)通常為(wei)粒(li)狀(zhuang)和粉狀(zhuang)，長(chang)徑(jing)比(bi)為(wei)5:1，β晶型(xing)(xing)通常為(wei)纖(xian)維狀(zhuang)和針狀(zhuang)，甚(shen)至微小顆粒(li)也(ye)保(bao)持纖(xian)維狀(zhuang)結構(gou)，長(chang)徑(jing)比(bi)20:1，最高(gao)可(ke)達30:1;纖(xian)維狀(zhuang)硅灰(hui)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)白度和折光率(lv)較(jiao)(jiao)高(gao)，形態結構(gou)與傳統(tong)填(tian)料不(bu)同(tong)，表現出(chu)類(lei)似纖(xian)維的(de)(de)(de)(de)某些性能(neng)(neng)，可(ke)替代(dai)傳統(tong)填(tian)料應用于新聞紙(zhi)(zhi)(zhi)、膠版紙(zhi)(zhi)(zhi)、書(shu)寫紙(zhi)(zhi)(zhi)等印刷文化用紙(zhi)(zhi)(zhi)中。

　　目前，纖(xian)維(wei)狀(zhuang)硅(gui)灰石在造(zao)紙(zhi)中的(de)(de)應用(yong)研究(jiu)主(zhu)要集(ji)中在纖(xian)維(wei)狀(zhuang)硅(gui)灰石和改性硅(gui)灰石對(dui)成(cheng)紙(zhi)各項性能指標的(de)(de)影(ying)響上(shang)。研究(jiu)表明，打漿對(dui)木漿加(jia)填硅(gui)灰石有(you)一(yi)定的(de)(de)改善效(xiao)果(guo)，紙(zhi)漿打漿度為(wei)48°SR~52°SR時，硅(gui)灰石替(ti)代木漿成(cheng)紙(zhi)強度最大。當加(jia)填量為(wei)35%時成(cheng)紙(zhi)強度性能仍能滿足一(yi)般(ban)包裝類用(yong)紙(zhi)的(de)(de)要求。

　　當(dang)加(jia)填(tian)(tian)(tian)(tian)量(liang)低于(yu)40%時，硅(gui)灰(hui)石留著率在(zai)70%以(yi)上。改(gai)(gai)性(xing)(xing)硅(gui)灰(hui)石應用(yong)在(zai)新聞(wen)紙中(zhong)可(ke)極大改(gai)(gai)善(shan)再生新聞(wen)紙的(de)白度、不(bu)透(tou)明(ming)度和(he)適印性(xing)(xing)。加(jia)入10%~15%的(de)改(gai)(gai)性(xing)(xing)硅(gui)灰(hui)石的(de)新聞(wen)紙(定量(liang)44~47g/m2)具(ju)(ju)有高(gao)白度(58%~60%)、高(gao)強度(裂(lie)斷(duan)長3800~4000m)和(he)高(gao)不(bu)透(tou)明(ming)度(95%~97%)。同(tong)時具(ju)(ju)有高(gao)達90%的(de)留著率、高(gao)濾水性(xing)(xing)。由于(yu)硅(gui)灰(hui)石呈針柱狀(zhuang)，作為填(tian)(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)加(jia)入與碳酸鈣(gai)(gai)相(xiang)比，可(ke)與植物(wu)纖(xian)相(xiang)互交織，形成網狀(zhuang)結構，在(zai)添(tian)加(jia)相(xiang)同(tong)比例填(tian)(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)下，加(jia)入硅(gui)灰(hui)石礦物(wu)復合纖(xian)維紙張(zhang)(zhang)的(de)灰(hui)分明(ming)顯(xian)高(gao)于(yu)碳酸鈣(gai)(gai)填(tian)(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)。當(dang)硅(gui)灰(hui)石加(jia)入量(liang)為30%時，除伸長率外，紙張(zhang)(zhang)性(xing)(xing)能也比添(tian)加(jia)20%的(de)碳酸鈣(gai)(gai)的(de)紙張(zhang)(zhang)性(xing)(xing)能高(gao)，填(tian)(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)的(de)留著率也明(ming)顯(xian)高(gao)于(yu)其他填(tian)(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)。

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