礦物粉體是現(xiàn)代造紙業(yè)不可缺少的重要原料和功能材料，加入量可占到紙料組分的20%~40%。然而，填料的加入往往會對紙張的強度、施膠度、松厚度及挺度等指標造成負面影響，并增加白水循環(huán)體系中細小組分的含量，加劇紙漿流送管道的磨蝕，造成印刷過程中易出現(xiàn)掉毛掉粉現(xiàn)象。
因此，如何在加入填料降低生產(chǎn)成本的同時又盡量不對紙張的各項性能指標造成負面影響，成為一個看似矛盾但又具有重要現(xiàn)實意義的工程問題。
填料改性不僅可以避免或減輕目前造紙?zhí)盍显谑褂眠^程中帶來的成紙強度性能下降的問題，而且對于提高經(jīng)濟效益和環(huán)境效益都具有十分重要的意義。目前，造紙顏填料主要的改性方法有以下幾種：
1、疏水性高分子改性
通常情況下施膠和加填均對成紙強度有負面影響，填料的表面疏水改性可以將施膠和加填合二為一，從而緩解兩者對紙張強度的影響程度。
采用堿沉淀法將殼聚糖用于沉淀碳酸鈣（PCC）的有機覆膜改性，經(jīng)改性后，加填漿料的濾水性能略有改善，溶解性也有所變化，加填紙的抗張指數(shù)得到顯著提高。
2、水溶性高分子改性
淀粉是一種常用的造紙化學品，在填料改性中淀粉可以單獨使用，利用發(fā)生溶脹并達到平衡凝膠狀的淀粉顆粒包覆填料粒子，可提高紙頁的強度性能。
陽離子改性在填料的水溶性高分子改性中占據(jù)重要地位，陽離子淀粉加入預先用表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉處理過的高嶺土中進行改性，陽離子淀粉能很好地吸附在高嶺土表面，并很快達到吸附飽和，加填于紙張中留著率得到提高，且紙張性能如白度、不透明度、強度等得到改善。
纖維素纖維不溶于水，借助于溶劑將其溶解、再沉淀后，包覆到高嶺土表面，可大幅度提高紙張的抗張強度、耐破度和耐折度。
3、表面活性劑改性
硫酸鈣晶須用作造紙?zhí)盍?，具有高白度、低磨耗的?yōu)點，但溶解度較高。采用硬脂酸改性硫酸鈣晶須，硬脂酸可與硫酸鈣晶須形成化學吸附，晶須電導率明顯降低，從而有效地抑制了其溶解性。
將碳酸鈣表面陽離子化，同時增加碳酸鈣表面的羥基，主要用于造紙?zhí)盍?，可增加填料加填量，提高紙張纖維與填料的結(jié)合力，減少造紙過程助留劑用量，提高填料保留率，提高不透明度和印刷適性，可用于高加填超壓紙。
4、無機改性
碳酸鈣的一大缺陷就是其不耐酸性，即在酸性介質(zhì)下易于分解，從而限制了其在酸性或近中性造紙中的應用。
相關(guān)研究表明，氟化氫（HF）、六偏磷酸鈉、H3PO4、CaCl2、BaCl2、Na2SO4、Na2SiO3、稀H2SO4及Al2（SO4）3、鋁酸鈉等無機物可用于造紙?zhí)盍霞壧妓徕}的溶解抑制改性。碳酸鈣的溶解抑制技術(shù)包括兩類：
第一類是改性碳酸鈣填料只能以懸浮液形式存在，改性劑主要對體系的pH值起緩沖作用，如采用弱酸/鈣螯合劑可以對碳酸鈣填料進行改性；
第二類技術(shù)中改性碳酸鈣填料能夠以干燥粉末的形式存在，改性劑的表面包覆與屏蔽效應起主要作用，如氯化鋇/硫酸鈉改性技術(shù)。
5、功能性改性
造紙?zhí)盍系墓δ苄愿男阅康氖且再x予填料高pH值適應性、高留著率、高折射率、高吸油值及抗菌等特點為主，其中預絮聚處理改性可以使碳酸鈣填料在高分子聚合物的保護下不受造紙過程中弱酸性條件的影響，從而大大擴展其應用范圍，因此成為研究熱點。
預絮聚處理改性是利用物理化學方法對填料表面進行改性，采用帶有正電荷或者負電荷的高分子聚合物處理顆粒填料，使高分子聚合物包覆在填料上，得到絮聚產(chǎn)物。
在一定溫度下將固體石蠟及AKD蠟加入至滑石粉填料懸浮液中，使石蠟及AKD吸附于滑石粉填料粒子的表面，經(jīng)相關(guān)處理后可得到改性滑石粉填料，當將其用于造紙加填時，紙品可獲得較高的抵抗液體滲透的能力，即改性滑石粉填料實際上也是一種新型的施膠劑。
用二氧化鈦對碳酸鈣進行包覆，可以減少昂貴的二氧化鈦填料的用量，改善光學性能。
6、中空核殼改性
與傳統(tǒng)的填料相比，中空填料可以散射更多的光線，因此可以使紙張具有更高的白度、不透明度以及松厚度，印刷適應性也更好。
通過界面反應法可以制取高得率的球形中空輕質(zhì)碳酸鈣顆粒。顆粒直徑為50nm的方解石和六方碳鈣石的混合晶體構(gòu)成球形中空顆粒的主要部分。用于紙頁內(nèi)部加填時，球形中空顆粒使紙頁緊度略有下降，并且增加了光散射系數(shù)，紙頁中添加的球形中空顆粒越多，紙頁表面的平滑度也就越高。
參考資料：[1]朱陸婷,王寶,胡懂皓,等.造紙?zhí)盍细男约夹g(shù)的研究與發(fā)展趨勢[J].紙和造紙,2014,6（33）:40-45.
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