阳离子微粒乳化中性分散松香胶的制备与应用

摘要

松香类施胶剂是最早使用的造纸施胶剂，一直在造纸工业中占据重要地位。阳离子分散松香胶是一种正电性的分散型施胶剂，与皂化松香胶及阴离子分散松香胶相比具有明显优势，适应了国际造纸技术的发展趋势，具有广阔的开发与应用前景。本论文工作即是围绕着新型、高效的分散型松香胶的研究与开发而逐步展开的，最终在采用新型乳化与分散技术的基础上制备出了性能优良的阳离子微粒乳化中性分散松香胶。 本文首先研究了低分子表面活性剂/阳离子水溶性聚合物复配体系对松香的乳化与分散作用，实验结果表明，所采用的复配体系在特定的条件下可对松香起到良好的乳化与分散作用，但胶料的施胶效果具有局限性。在依次采用甲醛、富马酸、三乙烯四胺及环氧氯丙烷对松香进行改性处理的基础上，本文对改性产物的可乳化性能进行了研究与探讨，实验结果表明，其可乳化性能具有较大的局限性，在苯软化剂及超声波的作用下可实现部分乳化，且乳化效果随浓度的增加而降低。 在成功合成出分散性良好的具有晶体衍射特征的阳离子共聚物型有机微粒的基础上，本文就有机微粒对松香及松香/石蜡混合物的乳化与分散作用进行了研究，实验结果表明，在低分子表面活性剂的基础上，有机微粒可对松香及松香/石蜡混合物起到显著的乳化与分散效果，但乳液粘度对于稳定剂的依赖性较强，少量聚酰胺多胺—环氧氯丙烷乳液稳定剂的添加可显著降低乳液粘度，提高胶料流动性，所得胶料在0.5-1.0％的用量范围内具有良好的应用效果。 本文还针对有机微粒对松香/松香甘油酯混合物的乳化与分散作用进行了研究，实验结果表明，松香甘油酯的引入可大大提高被乳化物的可乳化性能，在不添加任何稳定剂的条件下即可获得流动性良好的胶料，且对于应用效果而言，工业品138＃松香甘油酯明显优于自制松香甘油酯(松香与甘油的摩尔比为2：1)，当138＃松香甘油酯在被乳化物中所占的质量分数为40％时，所得胶料的施胶效果达到最佳。将实验原料全部调整为工业品后，乳化与分散效果得到明显改善，有机微粒及低分子表面活性剂用量可进一步降低。 在针对有机微粒对松香/115＃强化松香/138＃松香甘油酯混合物的乳化与分散作用进行研究与探讨的基础上，本文构建了有效的阳离子共聚物型有机微粒/聚酰胺多胺—环氧氯丙烷乳化与分散体系，所得胶料的应用效果对于助留剂的依赖性显著降低，可在不使用助留剂的实验条件下获得良好的施胶效果，且硫酸铝用量大大降低。另外，成本核算结果表明，阳离子微粒乳化中性分散松香胶在成本方面具有显著的优势。 最后，本文对阳离子微粒乳化中性分散松香胶及基于低分子表面活性剂/阳离子水溶性聚合物体系的阳离子分散松香胶的胶料粒子超分子结构进行了研究与探讨，初步提出了粒子的超分子结构模型。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2施胶方法与施胶剂的基本分类

1.3浆内施胶剂开发现状与发展趋势

1.3.1浆内施胶剂的基本状况

1.3.2浆内施胶剂的发展趋势

1.4松香的基本性质、结构及松香类施胶剂的应用前景

1.4.1松香的基本性质与结构

1.4.2松香类施胶剂的应用前景

1.5松香类施胶剂的分散技术与中性施胶技术

1.5.1松香类施胶剂的分散技术

1.5.2松香类施胶剂的中性施胶

1.6阳离子分散松香胶的制备技术

1.6.1阴离子分散松香胶的阳离子化改性及转型技术

1.6.2松香自身阳离子化制备技术

1.6.3基于阳离子聚合物类乳化与分散剂的制备技术

1.6.4基于两性聚合物类乳化与分散剂的制备技术

1.6.5基于阳离子复合物微粒的乳化与分散技术

1.7与阳离子分散松香胶制备技术相对应的松香改性技术及其应用

1.7.1强化改性技术

1.7.2封端改性技术

1.7.3阳离子化改性技术

1.8阳离子分散松香胶的应用技术

1.8.1基于辅助剂的施胶强化技术

1.8.2共混应用技术

1.9微粒乳化技术

1.9.1微粒乳化技术的优点

1.9.2关于微粒乳化技术的基本理论

1.10微粒乳化技术在造纸工业中的应用前景

1.11研究的内容、目的及意义

1.11.1研究的内容

1.11.2研究的目的及意义

第二章低分子表面活性剂/阳离子水溶性聚合物复配体系对松香的乳化与分散作用

2.1实验原料与方法

2.1.1实验原料

2.1.2胶料的制备

2.1.3胶料粒子Zeta电位及施胶度的测定

2.2结果与讨论

2.2.1低分子表面活性剂对松香的乳化与分散作用

2.2.2阳离子水溶性聚合物对松香的乳化增效作用

2.3小结

第三章阳离子聚酰胺型改性松香聚合物的制备及其可乳化性能研究

3.1实验原料与方法

3.1.1实验原料

3.1.2松香的改性工艺

3.1.3改性松香聚合物可乳化性能的评价

3.2结果与讨论

3.2.1常压逆转工艺条件下低分子表面活性剂的乳化与分散作用

3.2.2常压逆转工艺条件下阳离子水溶性聚合物的乳化与分散作用

3.2.3常压逆转工艺条件下低分子表面活性剂/阳离子水溶性聚合物复配体系的乳化与分散作用

3.2.4基于软化剂的直接乳化法

3.3小结

第四章阳离子共聚物型有机微粒的合成及其对松香与松香/石蜡混合物的乳化与分散作用

4.1实验原料与方法

4.1.1实验原料

4.1.2阳离子共聚物型有机微粒的合成与性能测定

4.1.3阳离子微粒乳化中性分散松香胶的制备

4.1.4胶料离心稳定性与储存稳定性的测定

4.1.5胶料施胶性能的评价

4.2结果与讨论

4.2.1优化条件下制得的阳离子共聚物型有机微粒的性质

4.2.2阳离子共聚物型有机微粒对松香的乳化与分散作用

4.2.3阳离子共聚物型有机微粒对松香/石蜡混合物的乳化与分散作用

4.2.4由松香/石蜡混合物制得的的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的离心稳定性

4.2.5由松香/石蜡混合物制得的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的储存稳定性

4.2.6由松香/石蜡混合物制得的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的施胶性能

4.3小结

第五章阳离子共聚物型有机微粒对松香/松香甘油酯混合物的乳化与分散作用

5.1实验原料与方法

5.1.1实验原料

5.1.2松香甘油酯的实验室制备

5.1.3阳离子微粒乳化中性分散松香胶的制备及其施胶性能的评价

5.2结果与讨论

5.2.1阳离子共聚物型有机微粒对松香/自制松香甘油酯混合物的乳化与分散作用

5.2.2由松香/自制松香甘油酯混合物制得的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的施胶性能

5.2.3阳离子共聚物型有机微粒对松香/138#松香甘油酯混合物的乳化与分散作用初探

5.2.4由松香/138#松香甘油酯混合物制得的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的施胶性能

5.2.5基于松香/138#松香甘油酯混合物的阳离子微粒乳化中性分散松香胶制备工艺的优化性研究

5.2.6对基于松香/138#松香甘油酯混合物的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的改进

5.3小结

第六章阳离子共聚物型有机微粒/聚酰胺多胺-环氧氯丙烷体系的乳化与分散作用

6.1实验原料与方法

6.1.1实验原料

6.1.2阳离子微粒乳化中性分散松香胶的制备

6.1.3胶料施胶性能的评价

6.1.4胶料粒度的测定

6.2结果与讨论

6.2.1阳离子共聚物型有机微粒/低分子表面活性剂体系对松香/马来松香/松香甘油酯混合物的乳化与分散作用

6.2.2基于阳离子共聚物型有机微粒/低分子表面活性剂乳化与分散体系的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的施胶性能

6.2.3阳离子共聚物型有机微粒/聚酰胺多胺-环氧氯丙烷体系的乳化与分散作用

6.2.4基于阳离子共聚物型有机微粒/聚酰胺多胺-环氧氯丙烷体系的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的粒度及其分布

6.2.5基于阳离子共聚物型有机微粒/聚酰胺多胺-环氧氯丙烷体系的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的施胶性能

6.2.6阳离子微粒乳化中性分散松香胶的原料成本核算

6.3小结

第七章胶料粒子超分子结构模型的假设与构建

7.1实验部分

7.1.1实验原料

7.1.2红外光谱图的测定

7.2结果与讨论

7.2.1松香/138#松香甘油酯混合物及与之相对应的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的红外光谱分析

7.2.2由松香/138#松香甘油酯混合物制得的阳离子微粒乳化中性分散松香胶胶料粒子的超分子结构形态

7.2.3由松香/115#马来松香/138#松香甘油酯混合物制得的阳离子微粒乳化中性分散松香胶胶料粒子的超分子结构

7.2.4由松香/石蜡混合物制得的阳离子微粒乳化中性分散松香胶胶料粒子的超分子结构

7.2.5由松香制得的阳离子微粒乳化中性分散松香胶的胶料粒子模型及相关红外光谱分析

7.2.6基于低分子表面活性剂/常规阳离子水溶性聚合物乳化与分散体系的阳离子分散松香胶的胶料粒子模型

7.3小结

全文总结

论文创新及需进一步研究之处

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的学术论文