環(huán)氧化聚乙烯亞胺紙張增濕強劑的制備及增強機理研究.pdf

1、目前，我國大量使用的造紙原料是草漿、葦漿和再生漿等。這些原料由于纖維短、雜細胞含量高、保水值高等缺點，嚴重影響紙張的抄造和紙張質量。紙張增強劑作為造紙助劑之一，其應用相當廣泛。目前，較常使用的造紙濕強劑有五種：a）脲醛樹脂及其改性產品（UF）；b）三聚氰胺甲醛樹脂及其改性產品（MF）；c）聚酰胺聚胺環(huán)氧氯丙烷樹脂（PAE或PPE）及其改性產品聚酰胺聚脲（PAPU）等；d）聚乙烯亞胺（PEI）；e）其他種類。
　　 PEI是一種多

2、支鏈聚合物，其分子中存在伯、仲、叔三種胺基基團，能與纖維素的羥基產生靜電吸引形成次價力交聯(lián)網絡，可作為紙張濕強劑和助留劑。在造紙領域中使用的多為未改性的PEI。
　　 為了發(fā)揮PEI的結構性能，可對其進行有效的改性。本文在綜述紙張增強劑增強原理和改性PEI研究進展的基礎上，分別利用環(huán)氧氯丙烷（ECH）、水性雙酚A型環(huán)氧樹脂（BAE）和丙三醇縮水甘油環(huán)氧樹脂（GE）對PEI進行了改性。通過改性，制備出了具有強陽離子性的改性PEI紙

3、張增強劑，對紙張具有明顯的增強作用。重點討論了增強劑組成、添加量和助留劑（CPAM）等因素對紙張強度的影響；其次，為了提高改性PEI與紙纖維的結合，在漿液中改變了改性PEI與CPAM的添加順序，研究了不同添加順序對紙張強度的影響。采用流變儀、Zeta電位儀、FTIR、TG、和SEM對改性PEI的流變性能、漿料電位、分子結構、熱穩(wěn)定性及紙樣微觀結構進行了表征。
　　 研究結果表明：
　　 （1）使用PEI/ECH濕增強劑對

4、紙張進行漿內增強，較佳的應用工藝為：PEI與ECH等質量比改性、增強劑添加量為1.0％、CMC為0.2％。從而，紙張濕抗張指數(shù)從3.23 N·m·g-1增加到6.49 N·m·g-1，濕強度從14.26％增加到26.48％。
　　 （2）使用PEI/BAE濕增強劑對紙張進行漿內增強，較佳的應用工藝為：當m（PEI）/m（BAE）=5：1.5，w（CPAM）=0.2％o，添加量為1％時，紙張濕強度從14.46％提高到了21.65％

5、，紙張環(huán)壓指數(shù)提高40.54％；Zeta電位分析表明，當m（PEI）/m（BAE）=5：1.5，改性物添加量為1％時，漿料電荷趨于零。
　　 （3）使用PEI/GE濕增強劑對紙張進行漿內增強，較佳的應用工藝為：當w（GE）=17％，w（CPAM）=0.2％0，改性PEI添加量為1％時，紙張濕強度達到22.84％，紙張耐折度提高10％以上。Zeta電位分析表明：隨著改性PEI加入量的增加，紙漿zeta電位連續(xù)上升；當w（GE）=1

6、7％，改性PEI添加量為1％時漿料zeta電位趨于零。
　　 （4）先添加CPAM時，既影響了改性PEI的留著，還產生了不同程度的樹脂障礙，導致紙張性能下降，故應先添加改性PEI。
　　 （5）FTIR表明：PEI/ECH產物分子結構中出現(xiàn)了季銨基團；PEI/BAE產物分子結構中出現(xiàn)了屬于苯環(huán)的骨架振動吸收峰以及對位取代苯環(huán)的特征吸收峰；PEI/GE產物分子結構中出現(xiàn)了羥基吸收峰、醚鍵的特征吸收峰、甲基特征吸收峰，和環(huán)氧