基于香豆素的多功能光穩(wěn)定劑的合成與性能研究.pdf

1、近年來(lái)，擴(kuò)大和提高高得率漿的使用范圍和效率已經(jīng)成為造紙工業(yè)有效地利用木材纖維資源的理想途徑，其成漿亮度可以達(dá)到85ISO％。但是高得率漿含有較高的木素并且漂白方式通常是“保留木素式”，這便導(dǎo)致其光穩(wěn)定性較差。在陽(yáng)光下長(zhǎng)期暴露，其結(jié)構(gòu)容易生成發(fā)色團(tuán)或助色團(tuán)，呈現(xiàn)出紙張返黃現(xiàn)象。研究顯示，光穩(wěn)定劑的使用可以降低高得率漿返黃。但傳統(tǒng)的光穩(wěn)定助劑均為有機(jī)小分子，存在水溶性差，毒性高，與紙張纖維的結(jié)合度差以及功能單一等缺點(diǎn)，這極大地限制了它們?cè)谠?/p>

2、紙工業(yè)中的應(yīng)用。若提高它們的水溶性，并將多種助劑協(xié)同使用，就能夠通過不同的方式來(lái)高效降低高得率漿返黃，同時(shí)也體現(xiàn)出光穩(wěn)定劑的多效性。從以上設(shè)計(jì)思路出發(fā)，本文合成了一系列新型光穩(wěn)定劑。
　　本論文首先合成出陽(yáng)離子化的小分子光穩(wěn)定劑。以3-氨基酚和乙酰乙酸乙酯為原料，在Lewis酸的催化下，通過Pechmann法合成了7-氨基-4-甲基香豆素?zé)晒庠霭讋㈥?yáng)離子醚化劑2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨與7-氨基-4-甲基香豆素反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了7

3、-氨基-4-甲基香豆素的陽(yáng)離子化。其次，合成出兩種水溶性聚合型光穩(wěn)定劑。通過7-氨基-4-甲基香豆素?zé)晒庠霭讋┖?，4-二羥基二苯甲酮紫外吸收劑分別與丙烯酰氯反應(yīng)，得到香豆素?zé)晒饩酆蠁误w和紫外吸收劑聚合單體。再將上述聚合單體分別與丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨反應(yīng)，得到兩種水溶性的聚合型光穩(wěn)定劑。最后，合成出一種水溶性多功能聚合型光穩(wěn)定劑。將香豆素?zé)晒饩酆蠁误w和紫外吸收劑聚合單體與丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨進(jìn)行四元聚

4、合反應(yīng)，從而合成出一種水溶性多功能聚合型光穩(wěn)定劑。
　　通過紅外光譜、核磁共振光譜和凝膠滲透色譜對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。運(yùn)用紫外光譜和熒光光譜探討了其光學(xué)性質(zhì)。采用熱重分析儀和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡測(cè)定目標(biāo)產(chǎn)物和施膠紙張的熱穩(wěn)定性和微觀形貌。通過紙張表面施膠實(shí)驗(yàn)分析了施膠紙張的表面強(qiáng)度和平滑度。最后進(jìn)行紫外光加速老化實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了其對(duì)紙張返黃的抑制效果。結(jié)果表明:陽(yáng)離子光穩(wěn)定劑的親水性較好，并能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)抑制紙張返黃。經(jīng)48h紫外老化試驗(yàn)

5、后，涂布紙張的亮度是10.11ISO％，返黃值為8.1，比空白紙樣的返黃值少降低了9.4;兩種聚合型光穩(wěn)定劑不僅具有較好的水溶性，而且具有較強(qiáng)的光穩(wěn)定性、成膜性和抗紫外老化性能。經(jīng)48h紫外老化試驗(yàn)后，涂布紙張亮度分別為68.58ISO％和53.82ISO％，返黃值為2.46和4.9，比自初始亮度降低了9.87ISO％和14.70ISO％;多功能聚合型光穩(wěn)定劑能夠很好地呈現(xiàn)出不同基團(tuán)之間的協(xié)同作用，因此其具有較強(qiáng)的水溶性、光穩(wěn)定性、成膜