硅酸钙粉体材料性能表征检测分析技术及应用研究进展.docx

硅酸钙粉体材料性能表征的检测分析技术及应用研究进展李帮汉（长沙理工大学化学与生物工程学院，长沙 41000）摘要：矿物填料在改善成纸性能、降低生产成本与能耗方面的优势使其广泛应用于造纸工业中。多孔硅酸钙以其粒径较大，粒子呈聚集体结构等特点，作为造纸填料可显著提高成纸松厚度；由于具有良好的阻燃性能，可采用浆内添加和涂布方式生产具有阻燃性能的纸张。关键词：多孔硅酸钙；高填料；湿部特性；阻燃纸。Calcium silicate powder material performance characterization testing analysis technology and application research progressBangHan LiABSTRACTMineral filler in improving the paper performance, reduce the production cost and energy consumption advantages make it widely used in papermaking industry.Porous calcium silicate with its particle size is larger, particles aggregate structure etc, as papermaking filler can significantly improve the paper thickness;Because has a good flame retardant performance, can use intracytoplasmic add and coating method has the properties of flame retardant paper production。Key words:Porous calcium silicate;High packing;Wet end features;Flame retardant paper.1 多孔硅酸钙造纸填料的表征与评价填料的物理化学特性对造纸湿部与成纸性能影响很大。多孔硅酸钙作为一种潜在的新型填料，其特性尚不清楚。因此，本章主要对该填料进行表征，通过对该填料制备工艺的了解，从造纸工业对填料的特性要求出发，对硅酸钙的物理特性、化学成分、微观形貌以及热稳定性方面进行表征，并以此为依据对填料的潜在优势和劣势进行分析与评价，为产品工艺的改进和产品性能的改善提供参考。1.1性能表征1.1.1主要检测仪器为了便于分析新型多孔硅酸钙填料的物理特性，实验以造纸常用填料沉淀碳酸钙和研磨碳酸钙为对比对进行分析与评价。主要设备及仪器如下：设备型号生产厂家X-射线衍射仪D8 AdvanceBruker扫描电子显微镜JSM-6400JEOL透射电镜JEOL 2011JEOLBET比表面积仪Belsorp-MaxBEL JAPAN INC马尔文激光粒度分析仪Mastersizer-2000英国马尔文仪器公司白度ELREPHOLorentzen Wettre热重分析仪STA409PC德国 NETZSCH1.1.2物理性能分析 采用马尔文激光粒度仪测定填料平均粒径，测定方法参考用户手册（英文版）进行。测定时，采用蒸馏水作为分散介质，搅拌速度为转分，取次测定的平均值作为样品的平均粒径。填料的比表面积采用日本公司的比表面积测定仪进行测定。将样品在℃预处理小时，采用氮气吸附法测定样品比表面积。填料粉体白度参考标准（Brightness of clay and other mineral pigments（d/0°diffuse）），采用白度计进行测定。填料游离水分的测定方法参考标准进行。的测定参考中华人民共和国化工行业标准（工业重质碳酸钙）进行。沉降体积的测定：取的具塞量筒（最小刻度），取绝干填料样品置入具塞量筒中，加少量水浸泡左右，再加水至刻度线处。用力来回震荡，最后在室温下静止，记录样品在具塞量筒中所占的体积。沉降物的体积与样品质量比值即为样品的沉降体积。1.1.3形貌分析 采用扫描电子显微镜（SEM）观察填料表面形貌。将处理前后的样品进行喷碳处理，采用二次电子成像模式对填料表面进行观察，获取图像时采用的加速电压为，电子束电流范围为。对填料表面元素分布进行分析时，先对填料样品所含有元素进行能谱分析，然后采用面扫描模式绘制填料元素分布地图。能谱分析条件为：加速电压15kV，束流1.5nA，工作距离为14nm。采用Gatan Digital Micrograph)软件收集获取图像。 采用透射电镜（Transmission Electron Microscope,TEM）观察样品