硅灰石（Wollaston）是一种天然产出链状偏硅酸钙矿物,.docVIP

硅灰石(Wollaston)是一种天然产出的链状偏硅酸钙矿物，它是以英国化学家和矿物学家W．H．Wollaston的名字命名的。硅灰石由于形成时的温度、压力等条件的不同，具有三种同质多象变体，分别为低温的三斜晶系变体、低温的单斜变体和高温的三斜变体，是一种具有多种独特物理和化学特性的矿物[1]。硅灰石经特殊工艺加工破碎至5000目仍能保持其原有的纤维状结构, 因此表现出纤维的某些特性, 可以作为填料替代部分纸浆纤维进行抄纸用来降低生产成本。[2] 国外未见有把硅灰石等纤维状矿物用于替代植物纤维造纸的报道，这些矿物用于造纸仅限于涂料或添加剂，国外更着重于废纸的回收利用[3-5] 。我国森林覆盖率低，但是却拥有很高的纤维状矿物资源，所以在我国发展矿物纤维代替植物纤维造纸技术有很大的前景。 施玉北[6]等利用云南超微公司制造的特殊的超细粉磨设备，加工出高白度(95％)，高长径比(1 2～l 5：1)的硅灰石纤维。孙传敏[7]等将云南腾冲白石岩的硅灰石矿粉碎至l 250目后，获得直径约为10pm，长径比1 5，白度90％左右的超细纤维。为使硅灰石纤维具有更好的白度和遮盖力，对表面进行了无机物Si0：涂覆，使用一些有机物质对硅灰石纤维进行了改性处理，使之能更好地与植物纤维结合，使纸张 具有较高的强度。硅灰石纤维最显著的优点在于，可大量添加到新闻纸中(直到20％)，留着率高(90％)，且纸的强度(裂断长、撕裂度等)下降不大，并可极大地改善纸的自度、不透明度及适印性。 天津大学杨鸿章、于晋良[8]等人使用轻质碳酸钙和纤维状硅灰石混合物作为填料对字典纸进行加填试验，发现当传统填料轻质碳酸钙填加到一定量后，若再继续填加则会导致字典纸强度指标大幅降低，此时添加5％的纤维状硅灰石后灰份有所增加。但强度指标基本保持不变，这就表明纤维状硅灰石不仅仅是一种填料。同样对胶印书刊纸加填实验结果分析后发现，纤维状硅灰石与草浆混合后生产出的纸张质量性能与98％草浆、2％木浆混合浆料抄造出的纸张相近，这进一步表明纤维状硅灰石是一种介于纸浆纤维与造纸填料之间的矿物原料 东北林业大学的刘焱和于钢[9]研究了硅灰石作为木浆填料造纸时, 硅灰石的加填量及纸浆打浆度等工艺条件对于成纸强度性能以及硅灰石留着情况的影响。结果表明, 成纸物理强度随硅灰石加填量的增加而下降, 但硅灰石加填量为30%时成纸强度性仍满足一般印刷类用纸及文化用纸的要求; 纸浆打浆度的提高对提高纸页强度及硅灰石的留着率有一定帮助, 纸浆打浆度为440SR~ 480SR时木浆填加硅灰石成纸的强度最大, 纸浆打浆度为480SR时硅灰石留着情况最佳; 硅灰石留着率在75%以上, 远高于常规造纸填料。 为了让硅石与植物纤维更好的复合，提高硅灰石在纸面上的留着率，必须对硅灰石进行改性处理。据Demidenko等人的[10]研究，有关硅灰石的改性所用改性剂主要有硬脂酸、硅烷偶联剂，主要作用是改变硅灰石的表面特性，使其有亲水变为疏水，从而有利于硅灰石与橡胶填料的复合，而我们也可以让硅灰石改性的目的变成让其更好地与植物纤维结合，增加它们结合后的强度，增大硅灰石在复合纤维纸中的留着率。国内对于改性硅灰石在做了一系列的研究。 武汉理工大学的雷芸[11]等人的改性试验表明，用阳离子淀粉、CPAM对硅灰石进行改性，使硅灰石的等电点发生了漂移(向pH值高的方向漂移)，改性硅灰石的表面电性的绝对值较硅灰石原矿都有所下降。试验得出CPAM改性硅灰石的等电点接近中性，改性效果较明显，并且在抄纸过程中具有一定的增强纸张强度的效果，因此采用CPAM来改性硅灰石。 江西省轻工业研究所的雷建民[12]等人在不改变原制浆工艺技术条件下，采用80％脱墨新闻废纸浆与20％本色木浆配比生产牛皮纸，产品质量按QB／T2516--1999C等级标准检测。经检测后发现随着改性硅灰石填加量的增加纸页平滑度随之增加，由不填加时的19s逐渐增大到填加30％改性硅灰石时的42s，纸张匀度及表面光洁度得到大幅改善；填加前后纸张纵向撕裂度变化较小，而耐破度则随改性硅灰石填加量增加至15 江西华盛新材料科技有限公司王建、周作良[13]等人用配比为纸浆纤维85％、改性硅灰石15％的原料抄造卷烟纸，抄造出的纸张纸质均匀，与未填加改性硅灰石的纸样相比定量提高了3．29／m2，白度达92．6％，抗张强度下降约5％，改性硅灰石留着率为85．8％，并具有一定的阻燃特性。 成都理工大学孙传敏、钟素华[14]等人将改性硅灰石(MW)与脱墨浆混合配抄低定量(定量为44—47 g／m2)新闻纸并进行性能检测后发现，在新闻纸中不同程度加入纤维状硅灰石后，成纸白度和不透明度均随填加量的增加而提高。当新闻纸中填加15％的改性硅灰石后白度即达到59．49％，白度提高32．2％；填加20％改性硅灰石后