紙張聚氨酯化改性的研究.pdf

1、隨著科學(xué)的發(fā)展和人類物質(zhì)文化生活水平的提高，以及紙張應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，人們對(duì)紙張物理性能的要求越來(lái)越高，改善天然植物纖維紙的性能就需要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母男詠?lái)實(shí)現(xiàn)，因而紙張的聚氨酯化改性等超高分子化加工有其十分重要的意義。本論文以纖維素含量高的棉漿為主要原料，研究了纖維原料處理、原紙強(qiáng)度和聚氨酯化反應(yīng)條件等對(duì)紙張聚氨酯化改性的影響。 采用Valley打漿機(jī)和PFI磨研究棉漿打漿與纖維性能的關(guān)系，探討棉漿成紙性能對(duì)紙張聚氨酯化改性的影響

2、。用Valley打漿機(jī)對(duì)棉漿打漿，隨著打漿時(shí)間的增加，纖維卷曲指數(shù)、紐結(jié)指數(shù)和粗度隨之減??；保水值先增加后減小。棉漿經(jīng)PFI磨磨漿后，漿料的保水值出現(xiàn)兩個(gè)峰值，與其對(duì)應(yīng)的成紙裂斷長(zhǎng)、撕裂指數(shù)和耐折度也出現(xiàn)兩個(gè)峰值；纖維長(zhǎng)度在磨漿初期有一定的增加，同時(shí)卷曲指數(shù)和紐結(jié)指數(shù)也相應(yīng)增加，繼續(xù)磨漿卷曲指數(shù)和紐結(jié)指數(shù)也隨著纖維長(zhǎng)度的減小而減小；纖維粗度隨磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的增加而減小。采用Valley打漿機(jī)和PFI磨結(jié)合進(jìn)行棉漿打漿，先在Valley打漿機(jī)中

3、將漿料疏解并打漿至一定打漿度，再用PFI磨磨漿，其效果優(yōu)于兩種打漿設(shè)備單獨(dú)用于棉漿的打漿。纖維的處理?xiàng)l件對(duì)棉漿成紙后聚氨酯化改性有很大影響，隨著原紙強(qiáng)度的提高聚氨酯化改性后紙張的強(qiáng)度提高也越明顯，實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)棉漿打漿的工藝條件為：用Valley打漿機(jī)先將漿料疏解并使其打漿度為20°SR，再用PFI磨在磨漿間隙0.5mm，磨漿濃度15％，磨漿轉(zhuǎn)數(shù)38000轉(zhuǎn)的條件下磨漿時(shí)，成紙后聚氨酯化改性的效果最顯著。 采用芳香族二異氰酸酯甲苯二

4、異氰酸酯(TDI)對(duì)紙張聚氨酯化改性，隨著TDI用量的增加改性后紙張質(zhì)量提高百分?jǐn)?shù)(WPG)不斷提高，紙張緊度增加，透氣度大幅度下降，不透明度也有所下降；裂斷長(zhǎng)、耐折度有一定提高，尤其對(duì)濕強(qiáng)度的提高十分明顯；但撕裂指數(shù)有所下降。反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等對(duì)紙張聚氨酯化改性有一定影響，當(dāng)棉漿打漿度為73°SR，TDI用量10％，反應(yīng)時(shí)間10min，反應(yīng)溫度60℃時(shí)，聚氨酯化后紙張的裂斷長(zhǎng)提高了29.91％，濕強(qiáng)度為干強(qiáng)度的47.81％，耐折度提

5、高了1.36倍，耐破指數(shù)增加了34.54％，撕裂指數(shù)下降為原來(lái)的69.76％。通過(guò)FT-IR及SEM分析結(jié)果表明：TDI對(duì)紙張的增強(qiáng)作用是由于紙張聚氨酯化改性后纖維素上的部分羥基與-N=C=O基團(tuán)反應(yīng)生成氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)，使得紙張表面成膜，將纖維間的氫鍵結(jié)合轉(zhuǎn)化為化學(xué)鍵結(jié)合，不僅增強(qiáng)了單根纖維的強(qiáng)度而且加固了纖維之間的連接。 采用脂肪族二異氰酸酯3-異氰酸酯亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)對(duì)紙張聚氨酯化改性。W

6、PG隨IPDI用量的增加而提高，IPDI聚氨酯化改性后紙張的緊度增加，透氣度大幅度下降；裂斷長(zhǎng)、耐折度有很大提高，并顯著提高了濕強(qiáng)度，但撕裂指數(shù)有所下降。不透明度隨著IPDI用量的增加下降十分明顯。原紙強(qiáng)度對(duì)IPDI聚氨酯化改性的性能有一定影響，當(dāng)棉漿打漿度為73°SR，IPDI用量12％，反應(yīng)時(shí)間10min，反應(yīng)溫度60℃時(shí)，聚氨酯化后紙張裂斷長(zhǎng)提高58.40％，濕強(qiáng)度為干強(qiáng)度的50.54％，耐折度增加了12.4倍，耐破指數(shù)增加了67

7、.73％，撕裂指數(shù)下降為原來(lái)的55.91％。通過(guò)FT-IR及SEM分析結(jié)果表明：IPDI對(duì)紙張的增強(qiáng)作用是由于紙張聚氨酯化后纖維素上的部分羥基與-N=C=O基團(tuán)反應(yīng)生成氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)，紙張表面成膜明顯，將纖維間的氫鍵結(jié)合轉(zhuǎn)化為化學(xué)鍵結(jié)合，不僅增強(qiáng)了單根纖維的強(qiáng)度而且加固了纖維之間的連接。IPDI和TDI兩種二異氰酸酯相比，IPDI對(duì)紙張的聚氨酯化改性反應(yīng)更完全、成膜性更好，原紙的物理強(qiáng)度提高更顯著，其對(duì)紙張的聚氨酯化改性效果優(yōu)于TDI。