聚酰胺環(huán)氧氯丙烷的合成、改性及在造紙上的應(yīng)用.pdf

1、由于我國木材資源短缺以及紙頁的高加填和低定量化，紙頁強(qiáng)度（尤其是濕強(qiáng)度）的提高成為造紙工業(yè)需要解決的一個重要問題。本文研究了適合現(xiàn)代造紙結(jié)構(gòu)的濕強(qiáng)劑，聚酰胺環(huán)氧氯丙烷(PAE)樹脂及改性物的制備與應(yīng)用。由于PAE樹脂本身含有有機(jī)氯化物，本文首次在研究低有機(jī)氯含量的PAE樹脂的基礎(chǔ)上，引入雙鍵，制備高效濕強(qiáng)作用的PAE樹脂及其改性物，并對PAE樹脂與陰離子化合物的共用體系進(jìn)行了研究。
　　 本文以漂白針葉木和漂白闊葉木漿為原料，系

2、統(tǒng)的研究了低有機(jī)氯含量的PAE樹脂、不飽和PAE樹脂及PAE與羧甲基纖維素(CMC)二元共用體系對紙頁強(qiáng)度的影響，主要是濕強(qiáng)度的影響。
　　 首先，研究了合成低有機(jī)氯含量的PAE樹脂的合成條件。研究結(jié)果表明PAE樹脂最佳合成條件為：合成中間體聚酰胺多胺(PPC)的溫度為先加熱至160℃，反應(yīng)3h，然后再升溫至190℃，反應(yīng)th，酸胺摩爾比為1:1；合成PAE的溫度為60℃，環(huán)氧氯丙烷(EPI)/PPC的摩爾比為1.1,pH值=9

3、，此時測得的有機(jī)氯含量為0.145％。通過紅外檢測，PAE結(jié)構(gòu)中含有仲酰胺的C=O鍵和仲酰胺的N-H鍵，證實合成之物為PAE樹脂。通過研究還表明PAE樹脂更適合在堿性條件下使用，在堿性條件下，紙頁高溫熟化后的抗張指數(shù)保留率達(dá)到了26.5％，濕強(qiáng)度是未熟化的將近3倍；同時紙頁干的情況下耐破指數(shù)達(dá)到了4.49kPa.m2/g，撕裂指數(shù)達(dá)到了13.9mN.m2/g。
　　 其次，研究了丙烯酸改性PAE樹脂后生成的不飽和PAE樹脂。研究

4、結(jié)果表明，PAE樹脂與丙烯酸的最佳接枝共聚條件為反應(yīng)時間60min，反應(yīng)溫度為60℃，醇胺摩爾比為2.4，選用對甲苯磺酸為催化劑，此時測得的接枝效率達(dá)到了98％。通過FT-IR分析，在1729cm-1出現(xiàn)了不飽和丙烯酸酯羰基伸縮振動峰（vc=o），1174cm-1處出現(xiàn)了C(C=O)-O伸縮振動峰（vc-o-c），說明了PAE樹脂與丙烯酸單體發(fā)生了接枝共聚；通過FT-RAMAN光譜分析，在1635cm-1處出現(xiàn)了較強(qiáng)的吸收峰，證明了C=

5、C雙鍵的存在，且雙鍵沒有遭到破壞，合成了不飽和PAE樹脂。研究還發(fā)現(xiàn)不飽和PAE樹脂在不同pH條件下的Zeta電位不同，不飽和PAE樹脂在中堿性條件下與纖維的吸附作用較強(qiáng)，在3％添加量時濕抗張指數(shù)達(dá)到了18.2N·m/g，保留率達(dá)到了30％（高溫熟化），比飽和PAE樹脂的15.8N·m/g增加了2.4N·m/g，起到了增加濕強(qiáng)的效果。且通過比較高溫熟化與紫外熟化對紙頁性能的影響時發(fā)現(xiàn)，在堿性條件下，不飽和PAE樹脂的添加量為3％時，紫外

6、熟化時的濕抗張指數(shù)達(dá)到了21.2N·m/g，保留率達(dá)到了34.9％,比高溫熟化增加了3N·m/g，是未熟化的將近4倍。
　　 再次，研究了PAE/CMC的二元共用體系。研究結(jié)果表明，1.0％PAE+0.3％CMC共用體系效果最好，使紙頁的濕抗張指數(shù)達(dá)到了16.4N·m/g，比空白紙頁提高了1732％，比加入1.0％PAE提高了27.1％，比加入2.0％PAE的濕抗張指數(shù)還要高0.6N·m/g，保留率高達(dá)28.4％，同時耐破指數(shù)和

7、撕裂指數(shù)比空白紙頁分別提高了39％和11％。
　　 最后，比較了PAE樹脂、不飽和PAE樹脂及PAE/CMC二元共用體系對紙頁的增強(qiáng)效果。在添加最佳量時，不飽和PAE樹脂在紫外熟化的條件下得到的濕強(qiáng)度最大，保留率為34.9％；其次是1％PAE+0.3％CMC，保留率為28.4％；最小的是飽和PAE樹脂，保留率為26.3％。結(jié)果表明，本研究首次制備的不飽和PAE通過紫外光熟化交聯(lián)得到了較好的紙頁增強(qiáng)效果，可作為低有機(jī)氯PAE的改性