电气绝缘纸降低去离子水消耗量的研究开题报告

1. 研究目的与意义

为保证电气绝缘纸的性能，电气绝缘纸一般用大量去离子水抄造。大量去离子水的使用会造成严重的环境污染问题和生产成本的提高。本研究开发一种新型的工艺，在用普通水抄造并大量脱水的基础上，用去离子水置换湿纸页中的水，降低去离子水消耗量。

2. 国内外研究现状分析

电气绝缘纸的研究可分为实用性的和基础性的两类。第一类研究包括抄造过程的调节；浸渍剂、稳定剂和各种助剂的利用，采用化学变性纸浆代替天然硫酸盐浆，各中因素对于电容器和高压电缆等使用寿命的影响等等。

指出了生产用水的成分对于纸质量之影响的重要性，并且认为水的处理必须保证除去水中的钠离子、铁离子和铝离子，降低镁离子和铁离子的含量。

miller和hopkins采取除去部分半纤维素的方法大大降低了介质损失。dubilier认为必须严格检验电容器纸的灰分、酸碱值、气隙率、水分、厚度、金属质点含量和其它性能。

3. 研究的基本内容与计划

研究的主要内容

1．采用湿法涂布工艺，用去离子水置换湿纸页中水，该工艺设备的开发。

2．该新工艺降低去离子水消耗量的影响；

3．该新工艺对电气绝缘纸性能的影响。

实验方案设计：

实验原理：模拟纸机抄造过程，用普通自来水抄纸，在湿纸页成形之后未烘干之前，加入一道置换工序，用去离子水对湿纸页进行置换式清洗，去除纸页中的离子。

实验流程：

第一部分--纸页抄造

装置：打浆机、抄片机

1. 备料：为模拟实际生产，本实验选用硫酸盐针叶浆，因为不考虑老化问题，选用漂白浆；

2. 打浆：打浆度选择90SR ；

3. 抄片：选用实验室常用的抄片机进行抄片，但不进行烘干。

纸页定量控制在60g/m2

第二部分--置换洗涤

装置：真空泵、小型喷嘴（如图）、模拟网部

1. 将抄造好的湿纸页平铺在网上；

2. 将喷嘴贴近湿纸页，开启电机使网开始传动，开启真空泵的同时往喷嘴中注入纯净水，使纯净水均匀喷洒在湿纸页上；

3. 湿纸页完全经过喷嘴后，转动控制阀使网开始反方向传动，湿纸页再次完全喷淋后停止传动电机，关闭真空泵，停止注水。

4. 取下湿纸页，进行正常烘干。

第三部分残余离子测定

本实验主要测定纸张中的钠离子、铁离子和铝离子。

经过比较分析，决定采用结果较为精确的原子吸收分光光度法对钠离子和铁离子进行测定。该方法只需一次样品处理，就可以立即测出相应成份的含量，对原料，纸浆，成品纸和纸板的前处理一致，不需要进行方法的校正。

装置：坩埚，马弗炉，容量瓶，原子吸收分光光度计

试剂：盐酸溶液，氯化钠，金属铁

实验步骤：

1 样品的采集

（1）将样品撕成2mm2mm大小，称取3份（约1g）试样，同时称取一定样品测水份。

（2）将装有试样的坩埚放入马弗炉中，升温到（20025）℃,恒温1h，再升温至（45025）℃，恒温4h。

（3）向坩埚中加入10ml水，加入2.5ml盐酸溶液，定容到50ml容量瓶中。

2 标准贮备液的配制

Na：称取2.541g氯化钠于水中，加适量盐酸，并用蒸馏水稀释至1L，此时该溶液的盐酸浓度应为0.02M左右。

Fe：称取1.000g金属铁溶于30ml盐酸中，再加入数毫升的硝酸将2价铁氧化成3价铁后，蒸干，用少量盐酸和蒸馏水溶解残渣，并用蒸馏水定容至1L。此时该溶液的盐酸浓度应为0.1M。

3 仪器的各种条件的设定和调节

（1） 仪器在使用前需预热30min以上，并检查废液排管是否在废液瓶液面以下。

（2） 空心阴极灯的位置校正：在一定波长下分别调整空心阴极灯座上的上下、左右位置螺丝，使T最大为止。

（3） 雾化器的调节：取下雾化器，用手轻轻转动雾化头，至溶液呈气雾状，均匀，液滴最小为止。

（4） 燃烧头位置的调节：调节高度螺丝，使其为7.5mm，再装上燃烧位置控制器，首先放在中间位置，前后调节燃烧头前后位置螺丝，使T最大为止；再将其放置于前后两段，同理使T最大为止。

（5） 波长的调节：拉开波长细条开关，调节粗调开关，使波长为所需数字附近，再推进波长细调开关，调节细调使此时的T最大即可。

4 样品的测定

分别用毛细管吸取标准液和待测试样，用标准曲线法得出结果。

铝离子的测定

铝离子的测定可采用EDTA络合滴定法。铝离子能与EDTA形成中等强度的稳定络合物。可作为滴定分析。

仪器：锥形瓶，烧杯，滴定管，铁架台，水浴锅等

试剂：0,01MEDTA，0.01M CuSO4溶液，pH试纸，醋酸-醋酸钠缓冲液（pH=4），PAN指示剂。

实验步骤：

1. 样品的采集：同上

2. 取10ml样品溶液于锥形瓶中，加入过量EDTA，加入少量盐酸控制pH在3-4，煮沸；

3. 用HAC-NaAC缓冲液调节pH至4-4.5

4. 用CuSO4溶液回滴，以PAN作指示剂，终点颜色由黄变淡紫色。

4. 研究创新点

电气绝缘纸从原料的选择处理到抄造过程是非常复杂的，对其内部的导电机理、决定各种张弛过程的分子机理以及它的多成分体系的研究都没有基础性系统性的结论。

因此，电气绝缘纸是一种很有研究价值的特殊纸张。

本研究所探寻的减少绝缘纸生产中去离子水用量的方法，对于电气绝缘纸产业的发展有较大价值。