樹核星形陽離子聚合物的合成及其在造紙濕部中的應(yīng)用.pdf

1、目前,為了減少污水的排放和新鮮水的注入,新聞紙生產(chǎn)過程中都采用白水封閉循環(huán)系統(tǒng)。白水中富含大量的溶解性和膠體性物質(zhì)(DCS),這些物質(zhì)主要是在制漿和漂白過程中釋放出來,包括親脂性抽出物、木素、中性和帶電性的多聚糖及蛋白質(zhì)等,由于紙廠的水封閉循環(huán)而在白水中聚集。DCS濃度的增加可能會(huì)導(dǎo)致一系列問題,如增加紙漿的腐蝕性,產(chǎn)生泡沫和結(jié)垢,促進(jìn)微生物生長(zhǎng),抽出物沉積后能夠粘在成形網(wǎng)和毛毯上,增加斷紙的可能性,并且能夠增加濕部添加的陽離子助劑的消

2、耗,降低紙張白度,耐破度和裂斷長(zhǎng)等。
　　本文針對(duì)廢新聞紙脫墨漿中含有大量溶解性與膠體性物質(zhì)等陰離子垃圾的問題,設(shè)計(jì)并合成了兩類陽離子聚合物。它們的主要特點(diǎn)是低分子量、高電荷密度,能夠通過電荷中和/補(bǔ)丁機(jī)理將DCS固著到纖維上,減少脫墨漿漿水體系中陽電荷需求量,提高過程助劑的使用效率。
　　利用乙二胺與丙烯酸甲酯在甲醇溶劑中進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)得到端基是酯基的四臂樹枝狀小分子,然后利用端酯基與三羥甲基氨基甲烷進(jìn)行酰胺化反應(yīng)得到

3、端基是羥基的樹枝狀大分子,利用其羥基與2-溴代異丁基酰溴進(jìn)行?；磻?yīng),得到端基是溴原子的12臂樹枝狀大分子引發(fā)劑,最后以丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨為單體,聯(lián)二吡啶為配體,溴化亞銅為催化劑,在乙醇和水的混合溶劑中進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合,得到了一系列樹核星形陽離子聚合物poly(PAMAM-g-DAC)。通過FT-IR、1H NMR鑒定了產(chǎn)物結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示產(chǎn)物與預(yù)期結(jié)構(gòu)相一致。利用膠體滴定方法測(cè)得了不同pH值下聚合物的電荷密度,表明聚合物具有

4、pH值不敏感性。
　　通過顯微鏡觀察poly(PAMAM-g-DAC)對(duì)漿料的絮聚情況顯示,與空白樣品相比,添加量0.5 wt.％時(shí)poly(PAMAM-g-DAC)能夠?qū)?xì)小纖維、填料和纖維起到絮聚作用;利用poly(PAMAM-g-DAC)/CPAM組成的雙元體系,紙料的絮聚情況更加明顯。poly(PAMAM-g-DAC)能夠顯著降低漿料濾液的濁度和陽電荷需求量,添加量0.2wt.％時(shí)濾液濁度降低88.7％,陽電荷需求量下降到

5、5ueq/L以下。單獨(dú)使用poly(PAMAM-g-DAC),隨著 poly(PAMAM-g-DAC)用量的增加,漿料的留著和濾水性能提高,且使用電荷密度高的poly(PAMAM-g-DAC)時(shí)效果更加明顯。poly(PAMAM-g-DAC)/CPAM組成的雙元體系,能夠適應(yīng)不同pH環(huán)境的抄造體系,對(duì)高剪切力也有一定抵抗作用。
　　利用季戊四醇與2-溴代異丁基酰溴的酰化反應(yīng)得到端基是溴原子的四臂小分子引發(fā)劑,然后以甲基丙烯酰氧乙基

6、三甲基氯化銨為單體,聯(lián)二吡啶為配體,溴化亞銅為催化劑,水與乙醇為混合溶劑利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合得到了一系列星形陽離子聚合物poly(pen-g-MeDMA)。FT-IR、1H NMR分析證明產(chǎn)物分子的結(jié)構(gòu)與預(yù)期相一致。通過膠體滴定方法分析了不同pH值下poly(pen-g-MeDMA)的陽電荷密度,表現(xiàn)為pH值不敏感性。
　　研究發(fā)現(xiàn),poly(pen-g-MeDMA)能夠通過電荷中和/補(bǔ)丁機(jī)理將漿料體系中的陰離子垃圾固著到纖維上