论文部分内容阅读
高档文化印刷用纸及食品包装用纸需求的日益增加,使得低定量涂布纸成为了造纸行业发展的趋势,同时也对涂料配方及涂布纸性能提出了更高的要求。传统涂料中由于各种化学试剂的添加,涂层的环保安全问题无法得到保障,而纳米纤维素作为一种新型绿色天然高分子材料具有极大的比表面积、强亲水性、高长径比等特征,可视为低固量涂料理想的添加剂,具有潜在的应用价值。本文以碱处理打浆后的针叶木浆为原料,依次采用磨浆、TEMPO氧化与高压均质处理的步骤制备出了纳纤化纤维素（NFC）,结合其自身特性,综合研究NFC在涂料中作为辅助胶黏剂、颜料分散剂等的应用性能,主要结论如下:机械预处理及TEMPO氧化促进了微纤丝的分离,在此基础上进行高压均质处理,制备出了直径约30-50nm,长度约1-3μm的NFC,其在低浓时已具有凝胶状,胶体溶液表现出“剪切稀化”的特征,属于假塑性流体,且随浓度增加,溶液稠度系数增大,假塑性增强,在p H 7附近时,羧基电离完全,溶液电负性最强。NFC作为辅助胶黏剂与丁苯胶乳复配,改善了涂料的保水性能,涂料仍属于假塑性流体且NFC比例越大其表观粘度越高;利用复配涂料进行涂布压光发现,随NFC比例增大,涂布纸光泽度与平滑度得到提升,吸水性小幅度增强,白度几乎不变;当丁苯胶乳与NFC比例为96:4时,涂布纸表面强度、耐破度、耐折度、抗张强度指标均取得最优效果。NFC的添加增强了TiO2颜料颗粒表面的负电性,通过静电排斥作用促使颗粒不易靠近而发生聚沉,从而改善悬浮液的分散稳定效果。未添加NFC时,TiO2悬浮率仅为42.788%,颜料颗粒极易发生沉降,当NFC添加量为0.15wt%时,悬浮率高达95.975%,此时离心处理后的残余浊度也达到最大值;NFC作用后的TiO2悬浮液颗粒粒径区间及静置后上层清液体积均随NFC添加量的增加逐渐减小。高岭土颜料的分散在pH 9的碱性条件下进行,添加羧甲基改性NFC后的高岭土悬浮液,在静电排斥与空间位阻的竞争作用下,分散液粘度、悬浮百分比均随着改性NFC添加量的增加而上升,随取代度增加而下降,Zeta电位绝对值呈现先增后趋于平缓的变化趋势,且取代度越大,分散液电负性越强,颜料分散稳定效果越好;随改性NFC取代度的增加,低固含涂料保水效果增强,假塑性减弱、粘度降低。因此,化学预处理改性后具有高密度负电荷及强亲水性的NFC,不仅对颜料起到了有效的分散效果,改善了涂布纸的各项性能,更赋予了涂料良好的保水性与流变性,且涂层更为绿色环保,为其在微量涂布与食品包装涂布等领域的应用打下基础。