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納米超低定量瓦楞原紙的應用
2011-07-23 14:18:32   作者:   來源:   評論:0 點擊:

 納米是長度的計量單位,為1×10-9m。人工制造納米材料雖然可從幾千年前我國制造炭黑作顏料算起,但納米微粒是德國于1984年首先研制出的,開創(chuàng)了人類利用納米技術的先河。納米微粒是一種新物態(tài),是物質顆粒直徑小于100nm的粉粒集合體,只有在電子顯微鏡下才能觀察到其顆粒形態(tài)。

 

 1992年,國際納米結構材料會議定義納米材料為:“兩相材料中一相的任一維尺寸在1nm~100nm的聚集體。”20世紀80年代由于電子能譜和掃描隧道顯微鏡的應用,納米微粒許多異常性質被發(fā)現(xiàn),這才成為全球科技界和各國政府備加關注的熱門領域。納米微粒較常規(guī)的微粒材料具有特異的物理、化學性能,短短十幾年,它已在國外的機械、電子、能源、化工、生物、建材、國防等眾多領域中獲得了廣泛的應用。

 

 納米技術是當今世界研究和開發(fā)的熱點,但納米技術和材料在我國尚處在起步階段,大部分成果還停留在實驗室里,進入產(chǎn)業(yè)化的只有少數(shù)幾個品種,納米級碳酸鈣就是其中一種。碳酸鈣因具有材料來源易得、價格較低、毒性低、污染小、白度較高、填充量大及混煉加工性能好等特點,成為橡膠制品加工中用量最大的淺色填料之一。但由于受自身親水性及傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的局限,通常碳酸鈣產(chǎn)品粒子都比較粗,表面積較小,表面缺乏活性,與聚合物復合往往只起到填充增量的作用,缺乏補強效果,不能充分發(fā)揮其應有的作用。

 

 納米級碳酸鈣是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新型超細固體材料,粒徑在1nm~100nm之間。由于納米級碳酸鈣粒子的超細化,其晶體結構和表面電子結構發(fā)生變化,產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應,在磁性、催化性、光熱阻和熔點等方面與常規(guī)材料相比顯示出優(yōu)越的性能。將其填充在橡膠、塑料中有使制品表面光艷、伸長度好、抗張力高、抗撕力強、耐彎曲、抗龜裂性能好,是優(yōu)良的白色補強材料,在高級油墨、涂料中具有良好的光澤、透明、穩(wěn)定、快干等特性。

 

 納米級碳酸鈣不僅可增容降低成本,用于塑料、橡膠和紙張中,還具有補強作用。粒徑小于20nm的碳酸鈣產(chǎn)品,其補強作用與白炭黑相當,粒徑小于80nm的碳酸鈣產(chǎn)品,可用于汽車底盤防石擊涂料。因此,納米級碳酸鈣的研制開發(fā)和應用受到國內(nèi)外的關注。

 

 納米級碳酸鈣是平均在0.1nm~100nm范圍內(nèi)的輕質碳酸鈣,包括超細碳酸鈣和超微細碳酸鈣,屬納米體粉材料。

 

 二、國內(nèi)外微細碳酸鈣(PCC)與納米級碳酸鈣應用概述

 

 在美國、日本、西歐等發(fā)達國家中,造紙消費PCC占各行業(yè)首位,而中國目前處于第三四位。在造紙工業(yè)中,隨著造紙工藝過程中的施膠技術由酸性施膠向中-堿性施膠轉變,為碳酸鈣的應用提供了一個巨大的潛在市場。碳酸鈣用做造紙?zhí)盍习锥雀撸馍⑸湫院,添加后的紙張有較高的松密度,良好的可塑性和柔軟性,紙張表面細膩,可大大改善紙張性能,使紙廠獲得明顯的經(jīng)濟效益。所以,歐美和日本的造紙廠大多從酸性施膠改為中-堿性施膠工藝。近年來,中國造紙行業(yè)在造紙技術上也開始由酸性施膠向中性施膠技術轉變,原輕工部已將中-堿性施膠技術列入國家“八五”重點推廣項目之一,這就要求我們只有不斷開發(fā)碳酸鈣新產(chǎn)品,才能適應造紙行業(yè)的需求。

 

 輕質碳酸鈣在堿性造紙中主要用做填料,也有少部分用做顏料。廣泛用于不含磨木漿的紙漿市場,比高嶺土、重鈣具有極佳物理性能,如高透明、高密度、高膨脹能力、粒度均勻、顏料牢固等。以目前世界最大的造紙生產(chǎn)國和紙品消費國美國為例,2005年造紙?zhí)盍线x用輕質碳酸鈣的比例達到65%,增長率為4%。美國超細碳酸鈣主要應用于造紙和涂料,其中包括多種晶型的納米碳酸鈣產(chǎn)品。日本1952年研制出了平均;顬0.04um的超細碳酸鈣,1983年又研制出了平均;顬0.005um的超細碳酸鈣。

 

 造紙工藝是PCC最大用戶,占世界PCC使用量的73%,PCC在造紙上的兩個不同工藝用途是紙張?zhí)盍虾图垙埻苛稀F渲饕迷谔畛錈o磨木漿涂敷紙(WFO),最高填充量可達到25%,且用量有望增加。

 

 納米級碳酸鈣作為造紙?zhí)盍暇哂懈弑喂庑、高亮度,提高紙制品的白度和蔽光性;還具有高膨脹性,能使造紙廠使用更多的填料量,而少用紙漿,大幅度降低原料成本;粒度細小、均勻,對紙機的磨損小,并使生產(chǎn)的紙制品更加均勻、平整;吸油值高,能提高彩色紙張的顏料牢固性等優(yōu)點。目前納米級碳酸鈣在造紙工業(yè)上的應用主要在高檔衛(wèi)生巾、紙尿布及家庭用護理成人失禁墊片、卷煙紙及造紙涂料等納米是長度的計量單位,為1×10-9m。人工制造納米材料雖然可從幾千年前我國制造炭黑作顏料算起,但納米微粒是德國于1984年首先研制出的,開創(chuàng)了人類利用納米技術的先河。納米微粒是一種新物態(tài),是物質顆粒直徑小于100nm的粉粒集合體,只有在電子顯微鏡下才能觀察到其顆粒形態(tài)。

 

 1992年,國際納米結構材料會議定義納米材料為:“兩相材料中一相的任一維尺寸在1nm~100nm的聚集體。”20世紀80年代由于電子能譜和掃描隧道顯微鏡的應用,納米微粒許多異常性質被發(fā)現(xiàn),這才成為全球科技界和各國政府備加關注的熱門領域。納米微粒較常規(guī)的微粒材料具有特異的物理、化學性能,短短十幾年,它已在國外的機械、電子、能源、化工、生物、建材、國防等眾多領域中獲得了廣泛的應用。

 

 納米技術是當今世界研究和開發(fā)的熱點,但納米技術和材料在我國尚處在起步階段,大部分成果還停留在實驗室里,進入產(chǎn)業(yè)化的只有少數(shù)幾個品種,納米級碳酸鈣就是其中一種。碳酸鈣因具有材料來源易得、價格較低、毒性低、污染小、白度較高、填充量大及混煉加工性能好等特點,成為橡膠制品加工中用量最大的淺色填料之一。但由于受自身親水性及傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的局限,通常碳酸鈣產(chǎn)品粒子都比較粗,表面積較小,表面缺乏活性,與聚合物復合往往只起到填充增量的作用,缺乏補強效果,不能充分發(fā)揮其應有的作用。

 

 納米級碳酸鈣是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新型超細固體材料,粒徑在1nm~100nm之間。由于納米級碳酸鈣粒子的超細化,其晶體結構和表面電子結構發(fā)生變化,產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應,在磁性、催化性、光熱阻和熔點等方面與常規(guī)材料相比顯示出優(yōu)越的性能。將其填充在橡膠、塑料中有使制品表面光艷、伸長度好、抗張力高、抗撕力強、耐彎曲、抗龜裂性能好,是優(yōu)良的白色補強材料,在高級油墨、涂料中具有良好的光澤、透明、穩(wěn)定、快干等特性。

 

 納米級碳酸鈣不僅可增容降低成本,用于塑料、橡膠和紙張中,還具有補強作用。粒徑小于20nm的碳酸鈣產(chǎn)品,其補強作用與白炭黑相當,粒徑小于80nm的碳酸鈣產(chǎn)品,可用于汽車底盤防石擊涂料。因此,納米級碳酸鈣的研制開發(fā)和應用受到國內(nèi)外的關注。

 

 納米級碳酸鈣是平均在0.1nm~100nm范圍內(nèi)的輕質碳酸鈣,包括超細碳酸鈣和超微細碳酸鈣,屬納米體粉材料。

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