羧甲基纤维素在造纸涂料中的作用

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1、!研究论文!造纸涂料!羧甲基纤维素在造纸涂料中的作用杨仁党&陈克复&方观瑞&赵艳!（&H华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广州，*&"E#"；!H广州威达高实业有限公司，广州，*&"!I"）摘要：涂料中加入羧甲基纤维素（$%$）会影响颜料J胶粘剂粒子的絮聚程度及流变性，主要原因是高岭土吸附$%$导致涂料胶体结合力的改变；含$%$的涂料能提高其保水性能和控制涂料流变性。在低剪切速率范围内（&"K&L&"!AK&），含$%$的涂料为剪切稀化流体，可用$;AA1M模型作为浓涂料悬浮液的本构方程。用吸收值表征涂料的保水性能，随$%$加入量的增加保水性能变好。关键词：

2、涂料；羧甲基纤维素；流变性；胶体；保水性能中图分类号：:C.!.文献标识码：+文章编号："!*#’*"I)（!""!）"#’"""*’"#作者简介：杨仁党先生；羧甲基纤维素（$%$）表!典型涂料配方份在职博士生，讲师；主要从事造纸过程流变学的作为涂料的保水剂，可控制涂料研究。和调节涂料流变性，并在一组分预涂面涂定程度上作为辅助胶粘剂碳酸钙E"［&’#］而大量应用于造纸工业涂布操作中。因$%$拥有细质碳酸钙#"N&瓷土E"刚性纤维素主链，在胶体涂料中有较大的水化体积，N!瓷土#"所以已理所当然地被认为是涂料的增稠剂。作为增合成胶乳&*&#稠剂，纤维素聚合物可以影响颜

3、料粒子的絮凝状态，$%$"H-、"H*、"H.、&H""H-、"H*、"H.、&H"由此影响涂料结构和涂料流变性。而颜料粒子之间注其他组分未列出，各组分的量是相对于&""份颜料而言，下同。的聚沉又依赖于涂料中各组分如颜料及胶粘剂等相表"#$%&’型()(的性能指标互间的作用行为，即颗粒间的缔合现象。最重要的粘度是，$%$在涂料中的吸附大大影响着涂料的结构和取代度(;$6含量过筛率水分J?O;·ARS值（FHC）JQ（E"目）JQJQ涂料胶体结合力。而无论是絮凝和缔合现象，还是吸（!*P，#Q）附过程，都与$%$的结构有关。本文试图从涂料悬EIHT（*0J?4M）"

4、H.*U*.H#.VT"#HIE浮液的胶体化学的角度来阐述$%$在涂料中的作用行为。"涂料胶体的相互作用力!实验微观粒子间都存在相互作用力，即具有一定的位（&）含$%$的涂料配方选用典型的涂料配方能，其大小与微粒的性质及它们之间的距离有关，其位（主要组分见表&）；选用江门量子高科生化工程公司能与它们之间的距离指数的若干次方成反比，即指数的()’*+型$%$，其性能见表!。定律［E］。F89G理论认为：在胶体分散粒子的相互作用（!）涂料中加入$%$的量分别为",-份、",*份、中，存在一个斥力势能和引力势能之间的平衡。斥力作",.份、&,"份，（相对于&""份颜料而

5、言，下同）。用被认为是由于粒子周围带有相同电荷的扩散双电层（-）用/01123456789:低粘度计测定涂料粘度；用和粒子与溶剂之间作用引起的；而粒子之间的范德华$1;<50涂布机进行涂布；用=>51?5<04@A=BCDD流体粘力，则是造成引力作用的主要原因。为了达到分散粒子弹仪测定涂料流变性；用吸收法测定涂料保水性，测的目的，必须将粒子间的斥力作用提高到足以克服粒量方法见文献［*］。收稿日期W!""!’"&’".（修改稿）《中国造纸》!""!年第#期·*·!研究论文子之间的引力作用。纸张涂料的胶体化学取决于高岭道。土、胶粘剂和聚合物之间的排斥力和引力。高岭土以

6、薄$絮聚与流变性片状的形式存在，边缘有正电荷和负电荷，实验表明当!"#$时片状高岭土边缘带正电，而当!"%$时则带负高岭土吸附/0/会影响涂料絮凝的程度和涂料电。高岭土的双电荷特性导致其在!"#$的水中分散流变性。&:I.J［G］发现/0/的吸附是通过静电稳定和空时产生聚集。边缘带正电的片状高岭土吸引附近表面间位阻效应改善了涂料的稳定性，并且通过测量粒子带负电的片状高岭土。这种高岭土边缘和表面的聚集上电荷量的电泳淌度及利用?2AKBLMANJM.［*7］方程计算形成一种所谓的“卡片层状式”结构。而静电作用力的出JO’<1面的电势#，其变化范围为=7FE72P，这个

7、值对有效范围是&’()’长度（*+!或扩散双电层的厚度），由静电排斥引起适度稳定的高岭土悬浮液是典型的［**］。根据平板扩散双电层模型，!"-*+,，而--*+,#./,称此外，当纤维素聚合物（/0/）吸附于高岭土粒子时，因..为离子强度，..为-种离子的摩尔浓度，/.为-种离子高聚物分子中的亲液链部分可以扩展至液相，并且彼的价电数。当高岭土中加入高聚物/0/时，因/0/为此相互关联，而关联将产生混合效应和熵效应，即空阴离子，会增加胶体的离子强度，降低扩散双电层厚间位阻效应，从而也会产生一种对分散固体的稳定作度，增加静电稳定性，同时也增加了片状高岭土的电用［*,］

8、。荷。在涂