改性AKD施胶剂的制备及其施胶机理的研究

摘要

AKD施胶剂已经成为最具代表性造纸中碱性施胶剂，但是以阳离子淀粉乳化的AKD施胶剂易于霉变，常温保存稳定性差，容易失效，且施胶具有滞后性。本研究的主要目的是通过制备新型的AKD乳化剂，提高AKD乳液的稳定性，改善其成纸施胶滞后的缺点，分析AKD施胶粒子和纤维的结合形态，探讨AKD施胶抗水机理，并且对AKD在中碱性造纸中进行了应用研究。
　　 首先，研究了高取代度阳离子淀粉的均相法制备工艺。探讨了醚化剂、NaOH、反应温度和反应时间等对阳离子淀粉性能的影响，制得了取代度为0.252、阳电荷密度为1.31meqv/g的高取代度阳离子淀粉。同时研究了高取代度高粘度的阳离子瓜尔胶的半干法制备工艺，并将阳离子瓜尔胶应用于AKD的中性施胶。
　　 其次，探讨高阳电荷密度的阳离子聚合物型乳化剂PEI对AKD的乳化工艺。结果表明：PEI/AKD质量比为1/6、乳化体系的pH值为3、乳化温度70℃、乳化时间10min，乳化后乳液的粒径和Zeta电位分别为1184nm和+52.1mV，手抄片的施胶度可达68s。进行了PEI改性AKD乳液的中试生产，试验结果证明，PEI改性AKD乳液的施胶效果和熟化速度要明显优于传统阳离子淀粉乳化型AKD乳液。
　　 然后，以有机概念图为理论指导，研究了细乳液聚合制备高分子聚合物的工艺。同时通过控制单体种类和比例，探讨了高分子聚合物乳化剂的HLB值对AKD乳化性能的影响。结果表明，当丙烯酸十八酯、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵（质量比）为4:7:10时，合成的高分子聚合物的HLB值为17，聚合物对AKD乳化性能较佳。当聚合物乳化剂用量为AKD的8％时，施胶纸页的施胶度可达63s，下机熟化率为86％。
　　 最后，探讨了AKD施胶剂在APMP浆的施胶性能，考察了阳离子聚合物和助留体系对AKD施胶效果的影响。结果表明，阴离子垃圾捕捉剂的最佳用量为0.03％；在乳化AKD时添加AKD施胶促进剂，AKD的施胶促进作用最佳，施胶效率提高76％;醋酸盐壳聚糖和PDADMAC的施胶促进效果较好，当用量分别为AKD胶乳的0.4％和0.8％时，施胶效率提高了140％和97.9％；当CPAM和膨润土用量分别为0.03％和0.4％时，浆料留着率和施胶效率分别提高了7％和197.5％。