懸浮接枝共聚改性聚乙烯醇纖維的制備及應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，合成纖維在造紙工業(yè)中得到推廣應(yīng)用，其中水溶性聚乙烯醇(PVA)纖維作為表面增強(qiáng)材料引起人們的廣泛關(guān)注。但普通的PVA纖維在造紙工業(yè)中應(yīng)用時(shí)仍存在一些不足，因此，需要對(duì)PVA纖維進(jìn)行化學(xué)改性以提高其對(duì)紙張的增強(qiáng)效果，改善紙張性能。PVA纖維表面含有大量的羥基，鈰鹽可以引發(fā)乙烯基單體在纖維表面發(fā)生接枝共聚反應(yīng)。通過(guò)接枝共聚反應(yīng)，在PVA纖維表面引入大量的功能化基團(tuán)，可以制備具有較高反應(yīng)活性的改性PVA纖維。在改性PVA纖維復(fù)合紙張的

2、制備過(guò)程中會(huì)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高紙張強(qiáng)度。因此，對(duì)PVA纖維的化學(xué)改性具有一定的理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義。
　　通過(guò)懸浮接枝共聚法，以硝酸鈰銨(CAN)作為引發(fā)劑，以甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)作為反應(yīng)單體，對(duì)水溶性聚乙烯醇(PVA)纖維進(jìn)行表面改性。討論了GMA添加量，CAN濃度，H+濃度，反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度對(duì)改性PVA纖維接枝率(GR)的影響。當(dāng)GMA濃度為0.36mol/L時(shí)，PVA纖維的接枝率出

3、現(xiàn)最大值，之后基本保持穩(wěn)定;PVA纖維的接枝率隨著CAN濃度和H+濃度的增大都呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)，分別在8×10-3mol/L和0.1mol/L時(shí)出現(xiàn)最大值;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為5h時(shí)，PVA纖維的接枝率達(dá)到最大值，之后基本保持恒定;最適反應(yīng)溫度為40℃。FT-IR和熱重分析(TGA)表明GMA在原纖維表面發(fā)生了接枝共聚反應(yīng)。原子力顯微鏡(AFM)照片顯示，改性PVA纖維形成了表面乳突結(jié)構(gòu)，有助于形成疏水表面。SEM照片表明改性后PV

4、A纖維表面由凹槽狀結(jié)構(gòu)變?yōu)轺[片狀結(jié)構(gòu)。
　　將GMA改性后的PVA纖維與植物纖維一起復(fù)合制漿，得到一系列復(fù)合高強(qiáng)紙張，研究了改性PVA纖維的接枝率、紙張中改性PVA纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和干燥溫度對(duì)紙張耐折度、抗張強(qiáng)度以及濕強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)改性PVA纖維的接枝率為35％，改性PVA纖維占紙張的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9％，干燥溫度為110℃時(shí)，紙張獲得較佳強(qiáng)度，耐折度為72次，干拉力為70.40N，濕拉力為15.60N。改性PVA纖維復(fù)合紙

5、張的掃描電鏡照片顯示，添加改性PVA纖維的紙張，其耐折測(cè)試斷裂面纖維的長(zhǎng)度較短，且紙張表面PVA纖維的溶解程度顯著下降。
　　通過(guò)多元懸浮接枝共聚法，以硝酸鈰銨(CAN)作為引發(fā)劑，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)作為功能化單體，制備了一種陽(yáng)離子型的并且具有反應(yīng)活性的改性聚乙烯醇(PVA)纖維。討論了DMC和GMA的添加量（分別為mDMC，mGMA），CAN濃度，H+濃度對(duì)PVA纖維接枝率(G

6、R)的影響，以及mDMC和mGMA對(duì)紙張強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)mDMC為2g，CAN濃度為8×10-3mol/L，H+濃度為0.1mol/L時(shí)，纖維的接枝率為15.6％，此時(shí)紙張獲得較佳強(qiáng)度，耐折度為241次，干拉力為83.10N，濕拉力為30.40N，濕強(qiáng)度為36.58％。FT-IR和X射線能譜(EDX)的測(cè)試結(jié)果表明GMA和DMC在PVA纖維表面發(fā)生了接枝共聚反應(yīng)。改性PVA纖維的掃描電鏡照片表明，當(dāng)mDMC為2g時(shí)，改性PV