水性聚氨酯特種紙張表面增強(qiáng)劑的制備及應(yīng)用性能研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國民生活水平的提高,對特種紙?zhí)岢隽烁蟮男枨?特別是針對不同的應(yīng)用條件,對一些特種紙?zhí)岢隽诵碌囊?如要求有很高的表面性能、干濕強(qiáng)度、施膠度、耐折度和印刷適性等。此時表面施膠劑的作用不言而喻,所以開發(fā)新型表面施膠劑顯得越來越重要。水性聚氨酯表面施膠劑,是一種近年來出現(xiàn)的新型表面施膠產(chǎn)品。單一的水性聚氨酯(PU)涂膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性、柔韌性和耐化學(xué)品性等優(yōu)點(diǎn),但是其涂層的耐水性較差、強(qiáng)度較低,且價格較昂貴。而

2、經(jīng)過擴(kuò)鏈劑對水性聚氨酯進(jìn)行改性可明顯改善聚氨酯乳液及涂膜的性能。這一方法己成為研制新型水性聚氨酯的重要途徑。
　　 本研究以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚己內(nèi)酯二元醇(PCL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二羥甲基丙酸(DMPA)異佛爾酮二胺(IPDA)等為主要原料制備了陰離子型聚氨酯/聚脲乳液(PU/PUU),系統(tǒng)研究了IPDA、二乙烯三胺(DETA),乙二胺(EDA)三種擴(kuò)鏈劑,及n(-NCO)/n(-OH),擴(kuò)鏈劑用量

3、,中和度等對乳液和涂膜性能的影響,并采用多種現(xiàn)代分析手段對其結(jié)構(gòu)、形態(tài)和熱性能進(jìn)行了表征。
　　 本研究還對陰離子型聚氨酯/聚脲乳液應(yīng)用于造紙表面施膠的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了探討。系統(tǒng)研究了n(-NCO)/n(-OH),IPDA,DMPA,氮丙啶以及乳液用量對紙張施膠度、耐折度和抗張強(qiáng)度的影響。采用掃描電鏡(SEM)對表面施膠前后的紙張進(jìn)行了表征。并對施膠后的紙張表面進(jìn)行了接觸角的測量。
　　 研究結(jié)果表明:
　　

4、(1)通過對陰離子型水性聚氨酯/聚脲乳液合成條件的研究,確定出較佳的聚合工藝為:當(dāng)n(-NCO):n(-OH)為1.6,DMPA用量為3.4%,IPDA用量為0.5%時,聚合溫度為60℃。此水性聚氨酯/聚脲乳液具有優(yōu)異的表面施膠性能。
　　 (2)通過對涂膜的性能測試表明,在較佳聚合工藝條件下,涂膜具有較好的力學(xué)性能和較低的吸水率,鉛筆硬度為HB,涂膜吸水率為2.96%。
　　 (3)紅外光譜(FI-IR)分析證明了制備

5、陰離子型水性聚氨酯/聚脲乳液符合預(yù)期的化學(xué)結(jié)構(gòu)。熱重(TG)分析表明,聚合物的熱穩(wěn)定性良好,起始分解溫度在150℃以上,滿足了造紙工藝對溫度的要求。X射線衍射(XRD)分析表明,陰離子型水性聚氨酯涂膜屬于非晶態(tài)聚合物,呈無定型狀態(tài),能夠滿足正常的使用。粒徑分布顯示了乳膠粒的粒徑大多數(shù)分布在一個狹小的區(qū)域內(nèi),粒徑均一。乳液的zeta電位分析說明乳液粒子均一,體系穩(wěn)定。
　　 (4)將合成的陰離子型聚氨酯/聚脲乳液應(yīng)用于造紙工業(yè)的表