納米粉體材料的應(yīng)用，可使紙張的填料、膠料和色料的聚集狀態(tài)發(fā)生很大的變化，導(dǎo)致無(wú)論是光學(xué)性能、力學(xué)性能、阻隔性能、潤(rùn)濕性、導(dǎo)電性、導(dǎo)光性等都發(fā)生超常的變化。和制漿造紙中有關(guān)的是納米化學(xué)和納米材料學(xué)，它可能會(huì)對(duì)造紙工業(yè)的發(fā)展造成新的飛躍，使印刷品的品質(zhì)將再次提高。
1 納米二氧化硅
制漿造紙業(yè)是全球第三大制造行業(yè)，實(shí)際上早在20 多年前造紙業(yè)中就已經(jīng)在應(yīng)用納米材料。納米二氧化硅加入紙張涂料中后，在低剪切力下，紙張涂料屈服應(yīng)力提高，其原理在于納米二氧化硅主要通過(guò)表面的活性基團(tuán)與涂料中的細(xì)小粒子形成化學(xué)鍵結(jié)合，因此提高了屈服應(yīng)力。瑞士的Akzo Nobel公司開(kāi)發(fā)了一種納米SiO2微粒助留助濾劑，它和陽(yáng)離子高分子的雙元體系在造紙中的應(yīng)用增強(qiáng)了絮凝助留的效果，紙品的質(zhì)量也得到相應(yīng)提高。該公司納米二氧化硅產(chǎn)品已在全球340 多家造紙廠使用。防塵雙層牛皮紙包裝紙的制造也得益于納米二氧化硅的應(yīng)用，該產(chǎn)品使水泥廠的水泥包裝過(guò)程不再塵埃飛揚(yáng)。
2 納米碳酸鈣
世界造紙業(yè)從上世紀(jì)80 年代初開(kāi)始成功地由酸性工藝轉(zhuǎn)向堿性工藝，給了碳酸鈣一個(gè)巨大的市場(chǎng)。目前造紙涂料配方中碳酸鈣使用量大幅增加，已從5% ～ 10%上升到30% 左右，應(yīng)用最多的是納米碳酸鈣。
納米造紙業(yè)是納米碳酸鈣最具開(kāi)發(fā)潛力的市場(chǎng)。納米活性碳酸鈣代替木槳和其它顏料，可改善紙張的光亮度、不透性、空隙度、松密度等，因此具有以下優(yōu)點(diǎn): 粒度細(xì)、均勻，制品更加均勻、平整; 高蔽光性、高亮度，可提高紙制品的白度和蔽光性; 吸油值高，能提高彩色紙的色料牢固性; 高膨脹性，使造紙廠使用更多的填料而大幅度降低原料成本。
目前納米碳酸鈣還主要用于特殊紙制品，主要用在生產(chǎn)透氣不透水的聚乙烯薄膜。納米碳酸鈣在卷煙紙中應(yīng)用廣泛，可以增加透氣性從而降低卷煙紙的焦油含量保證其內(nèi)在質(zhì)量，也可以使其外觀指標(biāo)提高，即不露底、不熄滅、包灰好、白度高。
若在瓦楞紙生產(chǎn)過(guò)程中，采用納米碳酸鈣材料和性能優(yōu)越的助劑，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)備的加工，就制成了納米技術(shù)的新型造紙?zhí)砑觿�，用在瓦楞紙中，其�?qiáng)度大大提高，就可以制成較薄型的瓦楞紙。如采用80g /m2 左右的低定量的納米瓦楞紙制作紙箱，其強(qiáng)度可以與采用普通150g /m2 左右瓦楞紙制作的紙箱質(zhì)量不相上下，與普通工藝生產(chǎn)的瓦楞紙相比，它具有強(qiáng)度高，脫水性能好，不掉粉、不掉毛等優(yōu)點(diǎn)。
3 納米二氧化鈦
納米二氧化鈦光催化的原理是當(dāng)納米粒子受到大于禁帶寬度能量的光子照射后，納米二氧化鈦的量子尺寸效應(yīng)使其導(dǎo)帶和價(jià)帶能級(jí)變成分立能級(jí)，能隙變寬，導(dǎo)帶電位變得更負(fù)，而價(jià)帶電位變得更正，氧化還原勢(shì)增大，光催化驅(qū)動(dòng)力增大，這意味著納米半導(dǎo)體粒子具有更強(qiáng)的氧化和還原能力，光催化活性提高。具體而言就是電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，電子具有還原性，空穴具有氧化性，空穴與納米粒子表面的OH－反應(yīng)生成氧化性很高的•OH 自由基，•OH 自由基可以把許多難降解的有機(jī)物氧化為CO2和水等無(wú)機(jī)物。改性高活性納米TiO2光催化處理造紙脫墨廢水有明顯的優(yōu)點(diǎn): 無(wú)二次污染，除凈度高。
近來(lái)的研究表明納米二氧化鈦還是一種良好的陽(yáng)離子絮凝助留劑，納米TiO2擁有高的比表面積和電荷密度，其使用量幾乎比普通絮凝助留劑小一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且具有更好的效果。由于TiO2是良好的紫外線吸收劑和遮蓋劑，它在紙品表面的附留將使紙品具有抗泛黃、抗菌和良好的光學(xué)性能。粉體間的作用能，有效地防止超微粉體團(tuán)聚而使之充分分散�；蛘吒吣鼙砻娓男约{米碳酸鈣，如高能射線( 如x 射線等) 使其表面產(chǎn)生活性點(diǎn)，再加入乙烯基單體與表面的活性點(diǎn)反應(yīng)在粒子表面形成一層有機(jī)包膜。
1 納米二氧化硅
制漿造紙業(yè)是全球第三大制造行業(yè)，實(shí)際上早在20 多年前造紙業(yè)中就已經(jīng)在應(yīng)用納米材料。納米二氧化硅加入紙張涂料中后，在低剪切力下，紙張涂料屈服應(yīng)力提高，其原理在于納米二氧化硅主要通過(guò)表面的活性基團(tuán)與涂料中的細(xì)小粒子形成化學(xué)鍵結(jié)合，因此提高了屈服應(yīng)力。瑞士的Akzo Nobel公司開(kāi)發(fā)了一種納米SiO2微粒助留助濾劑，它和陽(yáng)離子高分子的雙元體系在造紙中的應(yīng)用增強(qiáng)了絮凝助留的效果，紙品的質(zhì)量也得到相應(yīng)提高。該公司納米二氧化硅產(chǎn)品已在全球340 多家造紙廠使用。防塵雙層牛皮紙包裝紙的制造也得益于納米二氧化硅的應(yīng)用，該產(chǎn)品使水泥廠的水泥包裝過(guò)程不再塵埃飛揚(yáng)。
2 納米碳酸鈣
世界造紙業(yè)從上世紀(jì)80 年代初開(kāi)始成功地由酸性工藝轉(zhuǎn)向堿性工藝，給了碳酸鈣一個(gè)巨大的市場(chǎng)。目前造紙涂料配方中碳酸鈣使用量大幅增加，已從5% ～ 10%上升到30% 左右，應(yīng)用最多的是納米碳酸鈣。
納米造紙業(yè)是納米碳酸鈣最具開(kāi)發(fā)潛力的市場(chǎng)。納米活性碳酸鈣代替木槳和其它顏料，可改善紙張的光亮度、不透性、空隙度、松密度等，因此具有以下優(yōu)點(diǎn): 粒度細(xì)、均勻，制品更加均勻、平整; 高蔽光性、高亮度，可提高紙制品的白度和蔽光性; 吸油值高，能提高彩色紙的色料牢固性; 高膨脹性，使造紙廠使用更多的填料而大幅度降低原料成本。
目前納米碳酸鈣還主要用于特殊紙制品，主要用在生產(chǎn)透氣不透水的聚乙烯薄膜。納米碳酸鈣在卷煙紙中應(yīng)用廣泛，可以增加透氣性從而降低卷煙紙的焦油含量保證其內(nèi)在質(zhì)量，也可以使其外觀指標(biāo)提高，即不露底、不熄滅、包灰好、白度高。
若在瓦楞紙生產(chǎn)過(guò)程中，采用納米碳酸鈣材料和性能優(yōu)越的助劑，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)備的加工，就制成了納米技術(shù)的新型造紙?zhí)砑觿�，用在瓦楞紙中，其�?qiáng)度大大提高，就可以制成較薄型的瓦楞紙。如采用80g /m2 左右的低定量的納米瓦楞紙制作紙箱，其強(qiáng)度可以與采用普通150g /m2 左右瓦楞紙制作的紙箱質(zhì)量不相上下，與普通工藝生產(chǎn)的瓦楞紙相比，它具有強(qiáng)度高，脫水性能好，不掉粉、不掉毛等優(yōu)點(diǎn)。
3 納米二氧化鈦
納米二氧化鈦光催化的原理是當(dāng)納米粒子受到大于禁帶寬度能量的光子照射后，納米二氧化鈦的量子尺寸效應(yīng)使其導(dǎo)帶和價(jià)帶能級(jí)變成分立能級(jí)，能隙變寬，導(dǎo)帶電位變得更負(fù)，而價(jià)帶電位變得更正，氧化還原勢(shì)增大，光催化驅(qū)動(dòng)力增大，這意味著納米半導(dǎo)體粒子具有更強(qiáng)的氧化和還原能力，光催化活性提高。具體而言就是電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，電子具有還原性，空穴具有氧化性，空穴與納米粒子表面的OH－反應(yīng)生成氧化性很高的•OH 自由基，•OH 自由基可以把許多難降解的有機(jī)物氧化為CO2和水等無(wú)機(jī)物。改性高活性納米TiO2光催化處理造紙脫墨廢水有明顯的優(yōu)點(diǎn): 無(wú)二次污染，除凈度高。
近來(lái)的研究表明納米二氧化鈦還是一種良好的陽(yáng)離子絮凝助留劑，納米TiO2擁有高的比表面積和電荷密度，其使用量幾乎比普通絮凝助留劑小一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且具有更好的效果。由于TiO2是良好的紫外線吸收劑和遮蓋劑，它在紙品表面的附留將使紙品具有抗泛黃、抗菌和良好的光學(xué)性能。粉體間的作用能，有效地防止超微粉體團(tuán)聚而使之充分分散�；蛘吒吣鼙砻娓男约{米碳酸鈣，如高能射線( 如x 射線等) 使其表面產(chǎn)生活性點(diǎn)，再加入乙烯基單體與表面的活性點(diǎn)反應(yīng)在粒子表面形成一層有機(jī)包膜。
