水性聚氨酯乳液制備及其對特種紙張的增強作用研究.pdf

1、造紙行業(yè)的高速發(fā)展，特種紙張使用量的逐年攀升，使得特種紙張增強化學(xué)品和工藝的研究成為了行業(yè)熱點。表面施膠劑是特種紙張增強領(lǐng)域非常重要的一類，主要包括改性淀粉、丙烯酸酯乳液、聚乙烯醇類和水性聚氨酯乳液等。水性聚氨酯乳液相對于其他類型表面施膠劑，具有固化速率高、交聯(lián)密度大和膠膜力學(xué)強度優(yōu)良等優(yōu)點，對紙張綜合性能的提高尤為明顯。
　　本研究以甲苯二異氰酸酯(TDI)、二羥甲基丙酸(DMPA)、1，6-己二醇作為硬段、以聚己內(nèi)酯二元醇(P

2、CL1000)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、聚四氫呋喃二元醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)為柔性鏈段，通過異佛爾酮二胺(IPDA)擴(kuò)鏈制備了一系列陰離子型聚氨酯乳液(WPU)，制備了一系列TDI型水性聚氨酯乳液，并對它的結(jié)構(gòu)和性能做了深入的研究，同時對特種紙張進(jìn)行表面施膠，對它的應(yīng)用條件進(jìn)行優(yōu)化。另外，通過與聚乙烯醇乳液共混復(fù)合研究了不同共混比例對乳液、膠膜性能及特種紙張表面施膠效果的影響。研究結(jié)果表明:
　　1、研究了具有不同

3、結(jié)構(gòu)特點的水性聚氨酯乳液和膠膜的性能，采用多種現(xiàn)代分析手段對其結(jié)構(gòu)、形態(tài)和熱性能進(jìn)行了表征，討論了聚氨酯結(jié)構(gòu)對于特種紙張性能的影響
　　(1)研究了n(NCO)/n(OH)對乳液、膠膜及紙張性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)n(NCO)/n(OH)=1.8時，乳液粒徑為75.72nm，它的機(jī)械性能也很優(yōu)異，拉伸強度達(dá)到18MPa，斷裂伸長率為238.73％;施膠后紙張耐折強度達(dá)到1075次，干濕拉力分別為155.6N和61.2N;
　

4、　(2)研究了w(1，6-己二醇)對乳液、膠膜及紙張性能的影響。當(dāng)w(1，6-己二醇)=5％時，乳液粒徑為51.17nm，拉伸強度為17.98MPa、斷裂伸長率為284.53％，綜合性能佳，施膠后紙張耐折強度達(dá)到901次，紙張干濕拉力分別為156.4N和52.4N;
　　(3)研究了柔性鏈段結(jié)構(gòu)對乳液、膠膜及紙張性能的影響。當(dāng)n(NCO)/n(OH)=1.8，w(DMPA)=9.25％，w(1，6-己二醇)=5％時，四類具有不同柔

5、性鏈段結(jié)構(gòu)的聚氨酯乳液粒徑在50-100nm之間，乳液透明穩(wěn)定;聚酯型WPU乳液膠膜耐熱性優(yōu)于聚醚型;膠膜均平滑規(guī)整、聚醚型粗糙度更低;聚酯型膠膜具有更高的強度與硬度、聚醚型膠膜的柔順性相比較佳;施膠后紙張性能均有明顯提高，PCDL型干濕拉伸強度與表面強度最大，分別為147.8N、66.4N和2.96m/s;PCL型耐折度最高，達(dá)到了1072次。
　　2、研究了共混比例復(fù)合乳液、膠膜性能的影響，討論了作為特種紙張表面施膠劑的應(yīng)用性

6、能。
　　(1)乳液粒徑隨PVA用量的增加而增加，m(PVA)=100％時，粒徑為280.7nm。
　　(2)膠膜的耐水性隨WPU含量的增加而增加，拉伸強度和鉛筆硬度隨WPU含量的增加而減小，斷裂伸長率隨PU含量的增加而增加。當(dāng)WPU含量為90％時，膠膜綜合性能良好:吸水率為45.8％，拉伸強度為48.91，斷裂伸長率為165.4，膠膜鉛筆硬度為3B。
　　(3)施膠紙張性能與復(fù)合體系比例密切相關(guān)，隨WPU含量增加，紙