分析Ti(4+上標)對碳酸鈣的表面包覆改性及其用作造紙填料

 

　　鈦酸酯偶聯劑能與無機物表面羥基起反應，可使填料得到活化處理。因此在塑料行業，它經常被用于偶聯熱塑型聚合物和干燥的填料，從而提高填充量，減少樹脂用量，降低制品成本，同時改善加工性能，增加制品光澤，提高產品質量。紙張的強度主要來自于纖維素分子間氫鍵的相互作用，應用到造紙中會得到什么樣的效果呢？

 

　　一、改性PCC的制備

 

　　在60℃水浴中放置一個150mL三口瓶，在三口瓶中用50mL去離子水將5g絕干PCC分散均勻，加入一定量的二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯（TBD）偶聯劑，在300rpm速度下攪拌20min。離心，棄去上清液，用去離子水洗滌沉淀2-3次，將沉淀轉移至烘箱中105℃烘干1h，再轉移至馬弗爐中于550℃鍛燒4h。

 

　　二、XPS圖譜

 

　　二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯（TBD）用量為2%時，改性前后PCC的紅外圖譜圖3顯示：改性后，在波數500-700cm-1處有一較明顯的吸收峰，這與二氧化鈦的吸收峰相吻合，可以推測改性物中有鈦的氧化物存在。另外改性物失去了728.73nm處的吸收鋒，推測是由于改性過程中對碳酸鈣進行的處理產生的影響。

 

　　三、在造紙中的應用效果

 

　　將制備的改性碳酸鈣抄紙，結果如表2所示。隨著二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯（TBD）用量的升高，紙張的白度稍有提高，二氧化鈦具有增白的作用，推測是鈦的氧化物在紙張增白中起了一定作用。當改性碳酸鈣加入后，紙張的力學性能，尤其是抗張指數呈現明顯的下降，這是由于與碳酸鈣相比，鈦酸鈣與纖維間的相互作用比較差的緣故。填料留著結果顯示，改性前后，碳酸鈣的留著沒有明顯變化。

 

　　四、結論

 

　　相比較碳酸鈣與二氧化鈦的高溫(通常高于1000℃)固相合成鈦酸鈣的方法，采用水溶性的鰲合型的鈦酸酯偶聯劑對碳酸鈣進行處理，經較低的溫度（550℃）鍛燒，即可以得到鈦酸鈣晶體。

 

　　將制備得到的改性碳酸鈣在成紙中應用結果顯示，紙張的白度有一定的改善，但由于包覆層與纖維的相互作用比較差，因此成紙的強度略有下降；填料的留著沒有發生明顯的變化。