反相乳液制备两性聚丙烯酰胺及其在蔗渣浆的应用和机理研究

摘要

两性聚丙烯酰胺是一种多功能的水溶性高分子材料，可望在水处理、选矿、石油钻采、造纸、皮革、流体输送等方面得到应用。 本研究首先是在反相乳液中以丙烯酰胺单体和丙烯酸制备阴离子聚丙烯酰胺，然后通过mannich改性反应，制得一系列用于增强和助留助滤的不同分子量的两性聚丙烯酰胺，对影响合成的各种因素进行了讨论；对所合成的两性聚丙烯酰胺用红外光谱进行了分析，并与其他离子型的聚丙烯酰胺进行了比较。结果如下：合适的合成工艺为油水比为1:1.2，乳化剂总量为4％，其中SPAN-80:0P-10-1:4，过硫酸胺用量为0.5％，单体浓度为30％，甲醛和二甲胺摩尔比为1:1.2，第一步反应在55℃左右，PH值为6.5左右，第二步改性反应在45℃左右，反应所制得的产物分子量为210万左右；红外光谱分析证明产物的确具有两性聚丙烯酰胺的特征。研究了两性聚丙烯酰在不同条件下对蔗渣浆和脱墨浆的助留助滤作用，并与其它离子型聚丙烯酰胺进行了对比；用两性聚丙烯酰胺作为助剂加入到蔗渣浆中，进行抄片并检测物理强度指标，结果表明：两性聚丙烯酰胺是漂白蔗渣浆较好的助留剂，主要的影响因素为用量、分子量、胺化度；用量小时，分子量越大，效果越好；用量较大时，随分子量增加，纸页匀度、强度下降，建议加入量为0.4％-.6％；产物分子量为200左右较好；随胺化度的增加，两性聚丙烯酰胺的助留效果增加。当用量为0.5％，胺化度为24.3％时，填料留着率从45.6％提高到64.5％；当胺化度达24.3％时效果已较好，再增加胺化度，应用效果未见明显提高，而制备成本大大提高。通过用扫描电镜(SEM)观测了纸浆中加入助剂的助留助滤情形，通过观察、分析和研究可以认为：两性PAM起到的是一种类似粘合剂的作用，增加了纤维与纤维、纤维与细小纤维之间的结合点间的结合力，也可以说两性PAM在纤维之间起到了桥梁或纽带的作用；两性PAM的助留助滤机理主要还是电荷的作用，它所起的助留助滤效果实际上是各种因素综合作用的结果，既有电荷中和作用，也有桥联作用，还有机械截留作用，不能把它们截然分开。

目录

文摘

英文文摘

第一章两性聚丙烯酰胺的研究和应用进展

第二章两性聚丙烯酰胺的合成研究

第三章两性聚丙烯酰胺对纸浆的应用效果研究

第四章两性聚丙烯酰胺助留助滤机理的初步研究

第五章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位论文期间发表的学术论文目录