聚氨酯造纸助剂的合成及聚氨酯化的研究

摘要

本文研究了聚氨酯预聚体的合成及其在造纸中的应用，并研究了纸张聚氨酯化的影响因素。首先研究了松香施胶剂的合成，对松香的酸值进行了测定。利用松香和甲苯-2，4-二异氰酸酯（TDI）合成预聚体，用甲基二乙醇胺进行扩链，用亚硫酸氢钠进行封闭，并用盐酸进行中和成叔胺盐形式，并将合成得到的聚氨酯施胶剂应用于抄纸中，研究在不同环境下的施胶能力。 用松香和TDI、环氧氯丙烷以及甲基二乙醇胺合成季胺盐松香基聚氨酯预聚体，并以亚硫酸氢钠作为封端剂，将其应用到抄纸湿部施胶中，结果表明，该类型阳离子施胶剂具有较好的施胶性能。 用可溶性预糊化淀粉和TDI合成了聚氨酯预聚体，然后用咪唑进行封闭，考察了封端温度对聚氨酯乳化性能的影响，并将聚氨酯乳液进行抄纸湿部实验。结果表明该聚氨酯预聚体对纸张物理强度有很大的提高。 考查了不同木素酚羟基对纸张聚氨酯化的影响，进而了解不同纸浆的聚氨酯化效果。同时，研究不同的酚羟基对聚氨酯化反应的影响。 初步研究了碳酸氢钠在聚氨酯预聚体的封端作用，结果表明： （1）应选择比较低的温度：5℃，低温有利于减少副反应的发生。提高聚氨酯的封闭效果。 （2）用碳酸氢钠作为封端剂时，NaHCO3/NCO>1.1，同时，以碳酸钠作为促进剂，减少碳酸氢钠的离解，提高封闭反应体系中HCO3-的浓度，增加异氰酸酯基与HCO3-反应几率，抑制副反应的发生。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1聚氨简酯介

1.2水性聚氨酯的研究现状

1.2.1水性聚氨酯的制备

1.2.2水性聚氨酯的特征

1.2.3水性聚氨酯的应用

1.3水性聚氨酯在造纸工业中的应用

1.3.1用于表面施胶

1.3.2纸张涂布方面的应用

1.3.3聚氨酯用于纸张改性的研究

1.4水性聚氨酯的发展方向

1.4.1提高固含量

1.4.2提高成膜性能

1.4.3提高稳定性

1.4.4提高初粘性

1.4.5降低活化温度

1.4.6提高功能、减低成本

1.5论文的研究目的、意义及内容

第二章松香聚氨酯施胶剂的合成及在造纸湿部中的应用

2.1松香概述

2.1.1枞酸树性脂酸

2.1.2海松酸型和异海松酸酸树脂

2.1.3二环型树脂酸

2.2松香施胶与施胶剂的发展

2.2.1阳离子松香施胶剂的发展

2.3阳离子松香型施胶剂的合应成及用

2.3.1实验部分

2.3.2结果与讨论

2.3.3施胶实验

2.4季胺盐松香聚氨酯的合成及在造纸湿部中的应用

2.4.1实验

2.4.2实验结果与讨论

2.5本章结论

第三章淀粉聚氨酯增强剂的合成与应用

3.1实验部分

3.1.1实验原料

3.1.2合成工艺

3.1.3湿部添加实验

3.1.4性能检测

3.1.5预聚体中NCO含量的测定

3.2实验结果与讨论

3.2.1淀粉聚氨酯乳液的性能和封端度的关温系

3.2.2淀粉聚氨酯预聚体反应时间与-NCO含量的关系

3.2.3淀粉聚氨酯封闭后的红外光谱

3.3淀粉聚氨酯用量对纸张物理强度的影响

3.3.1淀粉乳液用量对纸张物理强度的影响

3.3.2 CPAM用量对纸张物理强度的影响

3.3.3 pH对纸张物理强度的影响

3.4本章小结

第四章纸张的聚氨酯化以及木素结构单元的影响

4.1纸张聚氨酯化的意义

4.2纸浆残余木素结构的分析

4.3实验部分

4.3.1实验原料

4.3.2聚乙二醇羟值的测定

4.3.3聚乙二醇水分的测定

4.3.4TDI-PEG预聚体的合成

4.3.5纸张的聚氨酯化处理

4.3.6纸张物理性能的测定

4.4实验结果与讨论

4.4.1抄片的电镜分析

4.5不同酚羟基模型与TDI反应活性比较

4.5.1实验

4.5.2实验结果

4.6结论

第五章NaHCO3用于封端剂的研究

5.1聚氨酯乳液的封闭-解封

5.2封闭型异氰酸酯的类型

5.2.1封闭-解封反应机理

5.2.2封闭-解封闭反应的动力学研究

5.3水性封闭型聚氨酯体系

5.3.1影响水性封闭型聚氨酯体系稳定性的因素

5.3.2水性化的实施方法

5.4实验部分

5.4.1聚氨酯预聚体的合成

5.4.2封闭反应的影响因素

5.4.3封闭反应用溶剂的选择

5.4.4反应物对封闭效果的影响

5.4.5促进剂Na2CO3对封闭效果的影响

5.4.6反应温度对封闭效果的影响

5.4.7解封温度的研究方法

5.5本章结论

第六章结论

6.1主要研究结论

6.2本论文创新之处

6.3下一步研究内容

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的论文