浅谈akd改性阳离子聚氨酯及其复合物乳液中性施胶剂的研究

《浅谈akd改性阳离子聚氨酯及其复合物乳液中性施胶剂的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、陕西科技大学硕士学位论文AKD改性阳离子聚氨酯及其复合物乳液中性施胶剂的研究姓名：袁辉剑申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：沈一丁20060501AdO改性阳离子聚氨酯及其复合物乳液中性施胶剂的研究摘要AKD是一种反应性较强的中／碱性施胶剂，但AKD乳液难制备及易水解，本身在纸纤维上难以留着，施胶后熟化时间较长等，影响了它们的应用效果。目前采用的方法主要是将阳离子淀粉或阳离子共聚物作为AKD的分散剂，使AKD颗粒悬浮在乳液中，颗粒带有阳电荷，可以与纸纤维结合而留着，并且阳离子树脂本身亦具有一定的施胶增效作用。另外亦有利用聚酰胺多胺环氧氯丙烷和聚乙烯亚胺

2、作为助乳化剂和留着剂的报道。但上述制备方法一般要加入表面活性剂，由于其具有一定的亲水性而导致施胶效果降低。本研究根据AKD的分子结构，将其与制各聚氨酯的其他单体一起进行逐步聚合反应及共混，二异氰酸酯具有极高的反应活性，其与聚酯二元醇和N一甲基二乙醇胺先形成羟基封端的预聚体，再与AKD反应形成酯键而达到封端目的，所得产物为硬脂酰乙酸酯基为末端的大分子施胶剂，具有低的相对分子质量。根据反应的投料比，只有极少部分AKD发生酯化反应，大部分AKD作为共混组分保留在体系中。分子末端引入B一酮酯基可以显著降低其表面能，并且共聚物本身具有较强的阳离子性和乳化能力，能够将剩

3、余的AKD进行乳化。得到的这种新型中性施胶剂，能够在酸性及中碱性条件下进行施胶，具有较强的阳离子性，乳液稳定性和留着性大大提高。研究了其合成，并初步对浆内施胶的应用条件及作用机理作了相关讨论。目前国内外尚未有相同报道。在乳液制备过程中，主要讨论反应条件和各种原料配比对乳液的基本性能施胶性能的影响。研究结果表明：(1)共聚反应制各中性施胶剂乳液的较佳工艺：间歇反应方式；m(烷基烯酮二聚体)／m(阳离子聚氨酯)=2，m(N一甲基二乙醇胺)／m(阳离子聚氨酯)=0．3，m(硫酸二甲酯)／m(阳离子聚氨酯)=0．3，反应时间为150Min，反应温度为70～75℃。(

4、2)固定其他共聚反应物配比，改变AKD的加入量。AKD加入量减少，乳液颗粒减小，稳定性上升；但起主要施胶作用的成分(AKD)减少，施胶效果下降。反之，AKD加入量增加，乳液施胶效果上升。过多则会造成乳液趋于不稳定甚至乳化困难，施胶效果也会下降。(3)固定其他共聚反应物配比，改变N一甲基二乙醇胺的加入量。随着N一甲基二乙醇胺的加入量增加，阳离子聚氨酯的阳电性和亲水性上升，乳液颗粒减小，稳定性上升；施胶性能先随之上升，到了～定程度由于阳离子聚氨酯亲水性过强，导致乳液施胶性趋于下降。改变硫酸二甲酯的加入量情况与此相似。(4)阳离子淀粉和阴离子聚丙烯酰胺配合使用能够

5、较好的对施胶效果起到助留和增效作用。阳离子淀粉的加入量为0．5％，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为0．025％。(5)FTIR证实了共聚反应产物中B一酮酯键的存在，有部分AKD参与了反应；确定异氰酸酯基已经基本反应完全。TEM测定乳液颗粒呈较为规则的圆球形，阳离子聚氨酯分子缠绕包围于AKD颗粒，经过计算可知乳液粒径在0．59m左右。(6)利用DSC和SEM研究了上述中性施胶剂与纸纤维的作用机理，发现，所制备的产物与纸张纤维发生了化学反应，形成了稳定的酯键结合。同时改善了纤维与纤维之间的排列，使纤维之间的联系更加紧密，分布也变得较为均匀；纤维与纤维几乎紧紧地结合成为

6、一个整体而存在。本课题的主要创新之处如下几点：(1)用AKD具有一定的与羟基反应的活性，而获得硬脂酰乙酸酯基为末端的改性阳离子聚氨酯。降低其表面能，并且其本身也具有一定施胶性。(2)一般合成阳离子聚氨酯都是依靠聚氨酯的阳电性和自乳化能力而制备乳液。本实验的工艺和乳化方式尝试突破这个局限，改性后的阳离子聚氨酯在无其他表面活性剂和助剂的条件下也成功的乳化了AKD，并获得较为稳定的乳液和较为理想的施胶效果。(3)较之传统的AKD乳液，本工作制备的乳液具有较强的阳电性，浆内施胶时AKD用量相对较少，而利用率却提高。这种新型的改性阳离子聚氨酯和AKD乳液，乳液的颗粒粒

7、径较为均匀且较细，稳定性较强，应用在浆内造，纸的施胶效果也比较理想。关键词：烷基双烯酮二聚物，阳离子聚氨酯，中性施胶剂，留着剂STUDYONTHEAKDMODIFIEDCATIONICPOLyURETHANEANDTHECOMPOUNDEMULSIONASTHENEUTRALSIZINGAGENTABSTRACTAKDisakindofneutral／alkalinesizingagentthatcouldreactwithhydroxidepaperfibre．BecausetheAKDemulsionisdifficulttoprepareandallw

8、ayshydrolizeeasily,andisre