兼具表面活性的疏水締合型DMDAAC聚合物的制備及其在造紙施膠中的應(yīng)用.pdf

1、烯基琥珀酸酐(AlkenylSuccinicAnhydride，ASA)是一種重要的造紙用施膠劑?，F(xiàn)有的ASA乳化劑存在使用成本高或乳化性能差等不足。本文以二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)聚合物為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)合成了一種兼具表面活性的疏水締合型DMDAAC聚合物，并成功地將其作為ASA的乳化劑應(yīng)用于造紙施膠過程，彌補(bǔ)了現(xiàn)有ASA乳化劑的不足，并拓寬了疏水締合水溶性聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域。 選擇馬來酸雙酯型Gemini表面活性劑(MDE

2、)代替常規(guī)的表面活性劑增溶疏水性單體甲基丙烯酸丁酯(MBA)或甲基丙烯酸辛酯(MOA)，并與DMDAAC、丙烯酰胺(AM)共聚，合成了DMDAAC-AM-MDE-MBA(或MOA)聚合物(PDAMM)。采用適宜的分析手段對PDAMM進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。PDAMM具有兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，例如198.57℃和120.98℃，說明具有嵌段結(jié)構(gòu)。 研究了反應(yīng)條件對聚合反應(yīng)的影響規(guī)律。轉(zhuǎn)化率隨著引發(fā)劑的起始濃度和聚合反應(yīng)溫度的升高而增

3、加，隨著DMDAAC、MDE以及MBA(或MOA)的起始濃度增加而降低；陽離子度隨著引發(fā)劑的起始濃度、聚合反應(yīng)溫度以及DMDAAC的起始濃度的升高而增加，隨著MDE和MBA(或MOA)的起始濃度增加而降低；特性粘度隨著引發(fā)劑起始濃度的升高出現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并隨著聚合反應(yīng)溫度以及DMDAAC、MDE和MBA(或MOA)的起始濃度增加而降低。 研究了PDAMM結(jié)構(gòu)對疏水締合性能及表面活性的影響規(guī)律。疏水性基團(tuán)的疏水性越強(qiáng)，則疏

4、水締合性能越強(qiáng)；在疏水性基團(tuán)含量低于飽和增溶量，得到的PDAMM水溶性好的條件下，疏水性基團(tuán)含量越高，聚合物的特性粘度越高，疏水締合性能也越強(qiáng)。PDAMM具有顯著的表面活性，受疏水締合性能的影響，其溶液表觀表面張力在臨界締合濃度附近具有最低值，例如45.04mN/m(25℃)。 研究了PDAMM結(jié)構(gòu)對其乳化ASA能力的影響規(guī)律。PDAM(DMDAAC-AM-MDE共聚物)乳化得到的ASA乳狀液在濃度為0.50％、25℃時(shí)的穩(wěn)定時(shí)

5、間低于30min，而相同條件下MBA含量為2.00％的PDAMM乳化得到的ASA乳狀液穩(wěn)定時(shí)間可達(dá)到15h。實(shí)驗(yàn)證明疏水性基團(tuán)能促使PDAMM親水性主鏈向ASA顆粒表面遷移并吸附包裹在顆粒表面，從而提高了乳狀液的穩(wěn)定性。 根據(jù)乳化性能及施膠性能進(jìn)行優(yōu)化，得到ASA乳化劑PDAMM-4N。PDAMM-4N符合如下條件:DMDAAC=70.00％，AM=18.00％，MDE=10.00％，MBA=2.00％，特性粘度為0.40dL/

6、g左右。采用PDAMM-4N乳化得到的ASA乳狀液的粒徑、粒徑分布以及穩(wěn)定性均能滿足施膠的要求。 研究了ASA/PDAMM-4N乳狀液的應(yīng)用技術(shù)。較佳的施膠條件是:ASA與PDAMM-4N按質(zhì)量比1/1進(jìn)行乳化，采用1％陽離子淀粉和0.02％陽離子聚丙烯酰胺雙元助留，碳酸鈣的加填量不高于25％，干燥溫度為100～105℃，抄紙pH值是6～8。另外，ASA/PDAMM-4N乳狀液在較強(qiáng)的剪切力和較寬的水質(zhì)硬度范圍均可使用。ASA/