環(huán)氧化聚乙烯亞胺紙張增濕強劑的制備及增強機(jī)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(xì)胞含量高、保水值高等缺點，嚴(yán)重影響紙張的抄造和紙張質(zhì)量。紙張增強劑作為造紙助劑之一，其應(yīng)用相當(dāng)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(chǎn)品（UF）；b）三聚氰胺甲醛樹脂及其改性產(chǎn)品（MF）；c）聚酰胺聚胺環(huán)氧氯丙烷樹脂（PAE或PPE）及其改性產(chǎn)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(tuán)，能與纖維素的羥基產(chǎn)生靜電吸引形成次價力交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，可作為紙張濕強劑和助留劑。在造紙領(lǐng)域中使用的多為未改性的PEI。
　　 為了發(fā)揮PEI的結(jié)構(gòu)性能，可對其進(jìn)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(jìn)展的基礎(chǔ)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(jìn)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(jié)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?qū)垙垙姸鹊挠绊?。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(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及紙樣微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 （1）使用PEI/ECH濕增強劑對

4、紙張進(jìn)行漿內(nèi)增強，較佳的應(yīng)用工藝為：PEI與ECH等質(zhì)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(jìn)行漿內(nèi)增強，較佳的應(yīng)用工藝為：當(dāng)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(dāng)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(jìn)行漿內(nèi)增強，較佳的應(yīng)用工藝為：當(dāng)w（GE）=17％，w（CPAM）=0.2％0，改性PEI添加量為1％時，紙張濕強度達(dá)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(dāng)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(chǎn)生了不同程度的樹脂障礙，導(dǎo)致紙張性能下降，故應(yīng)先添加改性PEI。
　　 （5）FTIR表明：PEI/ECH產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了季銨基團(tuán)；PEI/BAE產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)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(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)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