水性聚氨酯紙頁增強(qiáng)劑的合成研究.pdf

1、由于森林資源的不足，使用木材纖維進(jìn)行造紙已經(jīng)難以滿足人們的需要。造紙原料的缺口促使世界把目光轉(zhuǎn)向了廢紙纖維。而隨著人們生活水平的提高，人們對紙張性能要求越來越高，因此，如何提高紙張的性能，成為了目前造紙行業(yè)關(guān)注的焦點，本實驗著重對提高強(qiáng)度性能方面進(jìn)行了研究。 水溶性聚氨酯是以水為分散介質(zhì)的二元體系，具有無毒、不污染環(huán)境的優(yōu)點。已被廣泛應(yīng)用于人造革、粘合劑、彈性體等領(lǐng)域。鑒于聚氨酯用于紙張濕強(qiáng)劑的研究空白，本文嘗試對水性封閉聚氨酯

2、進(jìn)行探索性研究，將乳液進(jìn)行紙張強(qiáng)度應(yīng)用。 本文選擇了甲苯-2,4-二異氰酸酯(2,4-TDI)、聚乙二醇(PEG-400)、酒石酸為主要原料，利用酒石酸來對預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈，使具備親水性，再通過封閉劑亞硫酸氫鈉對擴(kuò)鏈預(yù)聚物進(jìn)行封閉處理，以保存異氰酸基團(tuán)的活性，通過三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)，制備水溶性聚氨酯乳液。 探討了聚合過程中制備工藝條件中各因素對預(yù)聚體系和乳液粘度的影響，找出了實驗中較適宜的聚合工藝。 通過正交實驗從

3、原料單體用量、擴(kuò)鏈劑用量、擴(kuò)鏈溫度等方面對預(yù)聚物產(chǎn)生的影響進(jìn)行了探討，對實驗過程中不同階段的溫度進(jìn)行選擇，此外還對封閉劑的添加方式、封閉劑的用量以及封閉時間進(jìn)行了詳細(xì)的考察。系統(tǒng)分析了不同因素對聚合反應(yīng)的影響原因，最終確定了合成過程中的適宜條件。 本實驗確定的水性聚氨酯的制備條件是：反應(yīng)前對原料進(jìn)行脫水處理；確定攪拌強(qiáng)度150r/min；確定原料的投料次序為先加2,4-TDI，后滴加聚乙二醇，且投料摩爾比值為1.2；反應(yīng)初始階段

4、溫度控制為34℃，時間控制在30分鐘；擴(kuò)鏈劑用量控制在8﹪，擴(kuò)鏈溫度為70℃，擴(kuò)鏈時間為2小時；封閉劑用量與異氰酸酯基的比值為1.2，封閉時間為25分鐘，封閉溫度為30℃；乳化階段的中和度為100﹪。 此后進(jìn)一步進(jìn)行了應(yīng)用性嘗試，確定了所生成乳液進(jìn)行抄紙的適宜添加條件。本實驗適宜的濕部添加條件為：固化溫度120℃，固化時間30分鐘，制備濕強(qiáng)劑用量為0.8﹪～1﹪(相對絕干紙漿)，助留劑用量為0.08﹪(相對絕干紙漿)。

5、采用FTIR對聚合過程的跟蹤分析結(jié)果表明：擴(kuò)鏈產(chǎn)物在2270cm<'-1> 和1728cm<'-1> 附近仍然有很強(qiáng)烈的吸收峰存在，C=O在1670cm<'-1>～1755cm<'-1> 附近仍然具有很強(qiáng)烈的吸收峰，表明擴(kuò)鏈階段體系中保留了大量的異氰酸酯基團(tuán)。進(jìn)行封閉處理后，在2270cm<'-1>處的異氰酸酯基團(tuán)的吸收峰逐漸消失，這表明預(yù)聚物中異氰酸酯基含量經(jīng)過封閉劑的作用消耗嚴(yán)重，而同時N-H的吸收峰在3180cm<'-1>～348