凹凸棒土对纸中胶黏物的影响

2020-11-26

　　以漂白化学针叶浆、废纸浆为纤维原料，热熔胶、压敏胶为研究对象，将胶加入纤维原料中进行抄片，用铝箔称重法研究了凹凸棒土矿粉对降低纸浆中胶黏物危害的效果，并以常用的胶黏物控制剂滑石粉和阳离子聚合物进行对比实验。实验结果表明：用凹凸棒土处理过的纸浆含胶的手抄片在铝箔上粘附量明显减少，可以有效降低纸浆中胶黏物的危害，凹凸棒土对胶黏物的处理效果远优于滑石粉。阳离子聚合物与滑石粉复配使用时可以降低胶黏物含量，但与凹凸棒土复配使用时没有明显效果。

　　近年来，随着废纸回收利用的增多，废纸浆中所含胶黏物的去除也成为人们研究的重点。热熔胶作为一种常用的胶黏剂，在印刷、包装等行业逐步取代钉装和线装。根据所用基料的不同， 热熔胶可分为聚氨酯(PU)类、聚酰胺(PA)类、乙烯/醋酸乙烯(EVA)类、聚酯(PET)类和嵌段共聚物类(如SIS)等多种[。其中EVA 是乙烯与醋酸乙烯的共聚物，EVA热熔胶的制备方法简便，适用范围广。具有粘接迅速、较好的胶层韧性、耐候性和价格低廉等特点。压敏胶( PSA) 是一类无需借助于溶剂或热，只需施加轻度压力，即能与被粘物牢固粘接的胶黏剂。由于它具有初粘力高、持粘力，在不被污染的情况下能够反复使用，且揭开后一般不影响被粘物表面等特点，在彩色扩印、包装等多种领域中得到了广泛的应用[9]。热熔胶与压敏胶等胶黏物在废纸回用中的检测与去除也是当前废纸回收利用中的难题之一。纸页中的胶黏物含量检测主要有三种方法，分别为扫描法、铝箔称重法、染色法。

　　目前常用的胶黏物控制法有物理法、化学法、生物法，其中化学法应用的最为广泛，且处理胶黏物效率较高。化学法中常用的胶黏物控制剂有滑石粉、碳酸钙、阳离子聚合物等。

　　凹凸棒土是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸粘土矿物。且因其较的表面积以及特有的表面物理化学结构，具有良好的吸附性。在石油、化工、建材、采矿、食品和造纸等多个领域中得到广泛应用，素有“千土之王，万用之土”的美誉。本文选用凹土棒土和滑石粉与阳离子聚合物分别对热熔胶、压敏胶进行吸附处理实验，探讨凹土棒土对于纸浆中胶黏物的控制与去除的可行性。

　　1 实验

　　实验原料与仪器

　　凹凸棒土，白色固体超细粉末，由南京亚东矿业有限公司提供;

　　滑石粉、阳离子聚合物(以下简称P)、漂白针叶浆浆板，由江苏某造纸厂提供;

　　热熔胶①、热熔胶②(EVA)，固体颗粒，由南京林业学校内文印店提供，用于书籍装帧;

　　压敏胶，白色乳胶，由南京林业学化工学院胶黏剂研究室提供。

　　瓦利打浆机、纤维标准解离器、抄片机等使用江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室平台提供的仪器。

　　2 实验方法

　　浆料准备

　　漂白针叶木浆板按TAPPI T 200 sp-01标准用瓦利打浆机打浆，打浆度为40°SR，平衡水分，放冰箱冷藏备用。

　　废纸浆原料采用废旧瓦楞纸箱，先用实验室水力碎浆机碎浆5min，碎浆浓度10%，再用瓦力打浆机疏解15min，打浆度为45°SR。

　　抄片

　　PTI公司生产的RK-2A快速抄片机，定量为80g/m2。

　　铝箔称重法胶黏物含量测定

　　将粉碎后的热熔胶或压敏胶乳液加入浆料悬浮液中，在实验室抄片器中成形后，将预先干燥并称重的铝箔覆盖于湿手抄片上，再在抄片器中烘干，手工将锡箔纸与手抄片分离，称取铝箔增加的质量记为胶黏物的粘附量m，m=m1-m0，精确到0.001g。

　　式中 m——胶黏物粘附量，mg;

　　m1——铝箔与胶黏物总重，mg;

　　m0——铝箔重，mg。

　　3 试验结论

　　本文通过向浆料中加入热熔胶以及压敏胶进行抄片，然后用铝箔称重法对胶黏物进行检测，得出以下结论。

　　3.1铝箔称重法可以用于浆中热熔胶危害的检测。凹凸棒土对降低热熔胶危害有明显的效果，远高于滑石粉，是一类具有发展潜力的胶黏物控制剂;

　　3.2当凹凸棒土与阳离子聚合物一起加入时，铝箔对热熔胶的粘附效果没有凹凸棒土单独使用时好，两者之间没有协同作用;

　　3.3阳离子聚合物与滑石粉的复配比单独使用滑石粉时，铝箔对热熔胶废纸浆手抄片的胶黏物粘附量明显减少;

　　3.4采用铝箔称重法不能有效检测凹凸棒土对压敏胶手抄片中胶黏物的粘附效果。