苯丙乳液表面施膠劑的合成與應用.pdf

1、由于近年來造紙工業(yè)飛速發(fā)展,而我國缺乏高檔紙張纖維,使紙和紙板質(zhì)量難以滿足后續(xù)要求,添加高效施膠劑是解決上述難題的有效方法之一。合成表面施膠劑因其分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性,良好的成膜性,優(yōu)異的抗水性,且能夠大大提高紙張的表面強度,賦予紙張良好的印刷適應性,越來越受到人們的重視。
　　 乳液聚合是制備表面施膠劑的常用方法之一,本文首先以苯乙烯(St)為硬單體,丙烯酸丁酯(BA)為軟單體,丙烯酸(AA)為功能單體,NaHCO3為緩沖劑,O

2、P-10和十二烷基硫酸鈉(SDS)按質(zhì)量比為1.59為復配乳化劑采用預乳化半連續(xù)法制備了40％固含量的陰離子苯丙表面施膠劑,通過討論各組分對乳液轉(zhuǎn)化率,凝膠率,施膠度的影響,確定本體系內(nèi)的最佳配方為m(St+BA)=18.05g,n(S。T/BA)=1,m(水)=25g,w(AA)=4％(占軟硬單體總量),w(引發(fā)劑)=0.45％(占軟硬單體總量),w(乳化劑)=1.44％,m(NaHCO3)=0.05g,其中,施膠度為2min,轉(zhuǎn)化率

3、為95.38％,凝膠率為0.38％。利用紅外,全自動表面界面張力儀,掃描電鏡進行了分析,IR表明了各單體單元的存在;通過SEM發(fā)現(xiàn)施膠液在紙張表面形成連續(xù)的膜,使紙張表面比較平整;施膠后的瓦楞紙與水的初始接觸角為87.6°,在考察的2min內(nèi)接觸角維持在73-72°,表明經(jīng)表面施膠后的瓦楞紙有一定的抗水性。利用N-羥甲基丙烯酰胺為交聯(lián)劑對乳液進行改性,當m(交聯(lián)劑:功能單體)=1/3時,施膠度達到3.67min.轉(zhuǎn)化率為91.31％,施

4、膠后瓦楞紙與水的初始接觸角為93.4°,在考察的3min內(nèi)接觸角維持在74-73°,與原紙相比抗水性大大提高。
　　 本文以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)為反應性乳化劑,通過種子乳液聚合法合成了固含量30％的陽離子苯丙表面施膠劑?？疾炝瞬煌榛w系,各組分,反應溫度,加料方式,對轉(zhuǎn)化率,粒徑,施膠度的影響,得出本體系內(nèi)的最佳配方及最佳實驗條件為:以O(shè)P-10-DMC-正丁醇為乳化體系,OP-101ml,w(DMC)=10

5、％(軟硬單體總量),正丁醇為8ml,m(St+BA)=36.086g,n(St/BA)=1,m(水)=80g,w(AA)=5％(占軟硬單體總量),引發(fā)劑為0.20g,反應溫度為83-84℃,初始單體量為總單體量30wt％,初始引發(fā)劑的量為總引發(fā)劑量的50wt％。此時,乳液穩(wěn)定性好,轉(zhuǎn)化率為96.65％,施膠度為130s。此外考察了本體系最佳配方及條件下pH2-12范圍內(nèi)的施膠度,pH=2時,施膠度為130s,pH=8時,施膠度為141s

6、;將配方放大6倍后,轉(zhuǎn)化率為99.87％,施膠度不變。利用紅外,激光納米粒度分析儀,全自動表面界面張力儀等進行了分析,IR表明了各單體單元的存在;激光粒度分析儀測出乳液的平均粒徑為169.9nm,PDI為0.023,而zeta電位為+36mV,表明乳液的穩(wěn)定性較好,與紙張纖維的結(jié)合較好;通過SEM發(fā)現(xiàn)施膠后的瓦楞紙表面比較光滑,瓦楞紙表面的孔被聚合物膜覆蓋;施膠后的瓦楞紙與水的初始接觸角為97.89°,在考察的120s內(nèi)接觸角維持在95