星形陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的合成及其在造紙中的應(yīng)用.pdf

1、近年來,隨著造紙濕部抄造體系由酸性向中/堿性的轉(zhuǎn)變以及白水系統(tǒng)封閉循環(huán)程度的日益提高,那些不具備抵抗高剪切力能力的常規(guī)造紙助劑受到了干擾,同時(shí)紙料的留著率、濾水性能及紙張的耐破度、撕裂度等物理性能也受到了影響。因此,開發(fā)適應(yīng)復(fù)雜配料體系和高速紙機(jī)的高效、環(huán)保、多功能造紙助劑成為當(dāng)前研究工作的重點(diǎn)之一。
　　與相同分子量的線性聚合物相比,星形聚合物能夠克服線性聚合物的不足,具有表面官能度高、本體和溶液粘度低、流體力學(xué)半徑小等特點(diǎn),有

2、望成為造紙濕部抄造體系的良好助劑。
　　論文采用“先核后臂”路線,通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合方法合成樹核星形陽(yáng)離子聚丙烯酰胺,研究其對(duì)漿料的助留助濾作用以及其對(duì)紙張的增強(qiáng)作用效果。
　　首先,依次采用三羥甲基氨基甲烷、酰鹵和二硫代苯甲酸對(duì)端酯基的樹枝狀聚酰胺-胺大分子進(jìn)行端基功能化改性,制得二硫代苯甲酸酯封端的樹枝狀多官能團(tuán)可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)自由基聚合鏈轉(zhuǎn)移劑(PAMAM-DTBA),并用紅外譜圖和核磁

3、共振波譜方法對(duì)其進(jìn)行分析和表征。然后,在四氫呋喃中,以PAMAM-DTBA為多官能團(tuán)鏈轉(zhuǎn)移劑,偶氮二異丙腈(AIBN)為引發(fā)劑,丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)為單體進(jìn)行可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)自由基聚合,合成了樹核星形結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(S-CPAM)。通過紅外光譜對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析表征。研究了聚合反應(yīng)體系和工藝條件對(duì)產(chǎn)物質(zhì)量的影響,得出合成S-CPAM的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度60℃,反應(yīng)時(shí)間

4、24 h,引發(fā)劑用量0.15％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),鏈轉(zhuǎn)移劑與引發(fā)劑摩爾比為0.417,陽(yáng)離子單體占總單體的65％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
　　研究了不同應(yīng)用條件下,S-CPAM對(duì)楊木 APMP的助留助濾作用效果。結(jié)果表明,S-CAPM的陽(yáng)電荷密度和相對(duì)分子量影響其助留助濾效果。具有較高的陽(yáng)電荷密度和較高的相對(duì)分子質(zhì)量的S-CAPM對(duì)紙料的助留助濾效果較好。紙料的濾水性能和首程留著率隨S-CPAM用量的增加而得到提高,當(dāng)S-CPAM加入量0.5％時(shí)

5、,其留著率及濾水性能效果最佳。隨著體系剪切作用力的增強(qiáng)、所受剪切作用時(shí)間的延長(zhǎng)以及漿料體系pH值的升高,S-CPAM的助留助濾作用效果呈下降趨勢(shì)。但S-CPAM的多臂支化結(jié)構(gòu)對(duì)高剪切作用力有一定抵抗作用,且S-CPAM具有pH不敏感性,在較高pH值條件下仍有較好的助留助濾作用。
　　研究了S-CPAM對(duì)楊木APMP的增強(qiáng)作用及其最佳使用條件。結(jié)果表明:在S-CPAM的加入量為0.3％(絕干漿),反應(yīng)時(shí)間為2.5min,抄紙?bào)w系的p