阳离子淀粉—丙烯酰胺接枝共聚物提高纸张强度的研究

摘要

该论文以阳离子淀粉,丙烯酰胺为单体,采用溶液聚合的方法合成了稳定的助剂,该助剂对纸张有明显的增强作用,可用作纸张的增强剂.实验通过正交试验和单因素试验的方法对各单体用量、阳离子淀粉的预糊化时的温度、时间、pH值、聚合反应的温度、时间、pH值、引发剂用量等因素对增强剂应用性能的影响进行了探讨,找出了最佳的溶液增强剂的合成条件,阳离子淀粉:丙烯酰胺:丙烯腈=9:3:0.5,相比为1:10,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂,用量为单体质量的1％,先将阳离子淀粉在pH值10.5,温度75℃~80℃的条件下,预糊化20分钟,再加入丙烯酰胺和丙烯腈,搅拌冷却,待温度降到65℃,将糊液的pH值调为5.5,加入一半的引发剂,反应1.5h后,加入另一半的引发剂,再反应2h后将糊液的pH值调为6.5~8.0.冷却出料.对此增强剂进行应用实验,探讨了增强剂用量、打浆度等因素对此增强剂应用性能的影响,找出了此增强剂的最佳使用湿部条件.结果表明,当浆料为废纸浆,助剂用量为0.5％,浆料的pH值为6.5,打浆度为35°SR,搅拌时间为20min,纸张定量为160g/m<'2>的条件下,可使抗张指数增加29.5％,耐破指数增加34.6％,撕裂指数增加19.7％,环压指数增加20.6％,耐折度增加67.8％.通过DSC、红外、扫描电镜等检测手段对增强剂进行了结构表征,确认阳离子淀粉和丙烯酰胺发生了接枝共聚反应,增强剂的晶体化转变温度(Tc 106℃)要比阳离子淀粉的晶体化转变温度(Tc 105℃)高.其吸热峰面积也要比阳离子淀粉的高出4.1J/g.通过DSC、红外、扫描电镜等检测手段对增强剂的增强机理进行了研究,研究结果证实增强剂能增加纸的结合强度.

目录

文摘

英文文摘

1 综述

1.1造纸工业与造纸专用化学品

1.2造纸助剂的分类

1.3增强剂的种类与发展

1.4本课题的研究现状

1.5本论文的创新点

1.6本论文选题的工业意义

2实验材料与方法

2.1实验药品及设备

2.1.1试验药品

2.1.2实验仪器

2.1.3助剂的制备方法

2.2助剂性能的检测及方法

2.2.1固含量的测定

2.2.2pH稳定性的测定

2.2.3稀释稳定性的测定

2.2.4离心稳定性的测定

2.2.5冻融稳定性

2.2.6 Ca2+稳定性

2.2.7溶液粘度的测定

2.2.8聚合转化率、接枝率、接枝效率测定

2.2.9助剂中接枝共聚物支链相对分子质量、支链密度的测定

2.2.10表面电荷密度的测定

2.2.11助剂溶液透光率的测定

2.2.12助剂溶液 电位的测定

2.2.13助剂差示扫描量热分析(DSC)测试

2.2.14助剂红外光谱(FT-IR)测试

2.3纸张性能测定

2.3.1打浆及打浆度的测定

2.3.2抄纸

2.3.3纸的干抗张强度的测定

2.3.4纸的耐破度的测定

2.3.5纸的耐折度的测定

2.3.6纸的撕裂度的测定

2.3.7纸板环压强度的测定

3实验结果与讨论

3.1助剂的合成试验

3.1.1各种因素对共聚反应的影响

3.1.2增强剂的合成条件与增强性能间的相关性

3.1.3合成助剂的结构表征

3.1.4合成助剂的理化指标

3.1.5小结

3.2助剂的湿部应用试验

3.2.1助剂用量对助剂增强效果的影响

3.2.2浆料的pH值对助剂增强效果的影响

3.2.3浆料的打浆度对助剂增强性能的影响

3.2.4搅拌时间对助剂增强效果的影响

3.2.5纸张的定量对助剂增强性能的影响

3.2.6调浆浓度对助剂增强性能的影响

3.2.7剪切力对助剂增强性能的影响

3.2.8不同浆种对助剂增强性能的影响

3.2.9几种助剂的对比试验

3.3增强机理的探讨

3.3.1红外检测

3.3.2 DSC检测

3.3.3扫描电镜(SEM)检测

3.3.4小结

4结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文