Défis de modification des charges de carbonate de calcium précipité (PCC) et leur application dans l'industrie papetière
Cette étude utilise une méthode de revêtement par précipitation de poudres inorganiques, utilisant du sulfate de baryum généré par des réactions de sulfate d'aluminium et de chlorure de baryum pour modifier les surfaces de PCC. Les recherches expérimentales portent sur les effets des charges PCC modifiées sur la solubilité du papier, ses propriétés de drainage et ses performances optiques.
Introduction
La technologie de modification de surface joue un rôle crucial dans l'optimisation des matériaux en poudre inorganiques, améliorant considérablement leur valeur applicative. Dans la fabrication du papier, la solubilité inhérente du carbonate de calcium dans les systèmes aqueux limite sa compatibilité avec les procédés de fabrication de papier neutres/acides. Nos recherches démontrent que le couchage au sulfate de baryum réduit efficacement la solubilité du PCC tout en améliorant la blancheur (77,2 % optimale) et l'opacité (90,1 % maximale) du papier.
1. Expérience de modification
1.1 Matériaux
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PCC (qualité industrielle, XX Chemicals)
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Émulsion de colophane dispersante cationique
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Sulfate d'aluminium/Chlorure de baryum (qualité analytique)
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Pâte de bambou blanchie (degré de battage 29°SR)
1.2 Procédure
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Préparer une suspension de PCC (concentration fixe)
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Ajouter la solution de BaCl₂ sous agitation contrôlée (25°C/90°C)
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Introduire goutte à goutte la solution d'Al₂(SO₄)₃
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Maintenir la réaction (8h@25°C + 3h@90°C)
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Filtrer, laver, sécher (105°C) et pulvériser
Des feuilles de papier ont été préparées avec une teneur en charge de 15 % en utilisant un contrôle optimisé de la distribution granulométrique assisté par tamis vibrant.
2. Analyse des résultats
2.1 Caractéristiques de solubilité
| Condition | BaSO₄% | pH |
|---|---|---|
| Non modifié | - | 8,88 |
| 25°C | 4% | 8,70▼ |
| 90°C | 1% | 8,60▼ |
2.2 Performances de drainage
Le degré de battage augmente proportionnellement à la teneur en BaSO₄, atteignant un pic à 29°SR (dosage de 8 %). Ceci est corrélé à une rugosité de surface accrue nécessitant des techniques de séparation par tamis vibrant spécialisées.
2.3 Propriétés optiques
| Échantillon | Blancheur% | Opacité% | Diffusion (m²/kg) |
|---|---|---|---|
| Contrôle | 72,6 | 87,5 | 38,84 |
| 25°C-4% Ba | 77,0▲ | 90,0▲ | 53,93▲ |
| 90°C-4% Ba | 77,2▲ | 90,1▲ | 54,75▲ |
3. Conclusion
Le revêtement PCC modifié au sulfate de baryum démontre :
✓ Réduction de la solubilité de 11,6 %
✓ Amélioration de la blancheur de 6,3 %
✓ Augmentation du coefficient de diffusion de 41 %
La technologie des tamis vibrants s'avère essentielle pour maintenir une distribution granulométrique constante (plage optimale de 1 à 5 µm) tout au long du processus de modification, garantissant un dépôt uniforme de sulfate de baryum et des performances de fabrication de papier améliorées.