高阻隔PVA涂布液的研制与其在纸包装材料上的应用分析

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1、摘要本论文主要以PVA为成膜材料，以纳米分散的硅酸盐片层（OMMT）作为填料，同时添加一定量增塑剂、消泡剂，并采用交联剂对PVA基材进行耐水改性，形成了PVA涂布液，再将其均匀涂布到纸张表面，干燥后形成涂层，就得到一种高阻隔PVA涂布液从而更好地用于纸张涂布，使得纸张材料在高湿条件下具有优异的阻隔性能。本论文所研究的内容有如下三点：首先，采用单链季铵盐、双链季铵盐对蒙脱土进行二次柱撑有机化改性，在单链季铵盐对蒙脱土进行一次柱撑改性的基础上，再用双链季铵盐对一次柱撑蒙脱土进行二次柱撑改性，制备了系列蒙脱土样品，探讨不同阳

2、离子交换容量柱撑剂对蒙脱石二次柱撑改性的影响。用X射线衍射仪、Fourier红外光谱仪以及热重分析仪对样品进行表征。结果表明：二次柱撑蒙脱石层间距在一次柱撑基础上继续增大，表双链季铵盐进入了一次柱撑蒙脱石层间，达到二次柱撑的效果。其次，采用溶液插层制备PVA/OMMT纳米复合材料，通过单因素实验考察不同含量增塑剂、OMMT以及交联剂（四硼酸钠）PVA/OMMT纳米复合材料的性能，并采用XRD、SEM和TEM对复合材料的结构进行表征。结果表明：通过SEM、XRD等表征发现，蒙脱土已插层进PVA聚合物中，且层间距得到进一步

3、增加，其在聚合物中分散较为均匀，形成部分剥离的插层型纳米复合材料。随着丙三醇含量的增加，复合材料的含水率不断增加。当环境相对湿度为70%，增塑剂为9%时，含水率达到5.96%；同时随着增塑剂含量的增大，复合材料溶液的剪切粘度不断减小。蒙脱土含量为3%时，PVA/OMMT纳米复合材料的拉伸强度、断裂伸长率以及阻湿性能相对于纯PVA分别提高了22.16%、25.05%、22.6%；同时蒙脱土含量的变化对纳米复合材料的光学性能影响不明显。考察四硼酸钠对PVA/OMMT纳米复合材料耐水改性能的影响，结果表明：四硼酸钠的最佳含量

4、为2%～4%，此时复合材料有最佳的耐水效果。最后，将制得的PVA涂布液涂布到牛皮纸和箱板纸表面，形成纸张/PVA复合材料，测定涂布后的纸张/PVA复合材料的物理性能、阻隔性能。结果表明：涂布后的复合涂层具有较好的阻隔性能和剥离强度，涂布后的纸张材料的各项物理强度和阻隔性能较基材都有所提高。I关键词：纳米复合材料，蒙脱土，高阻隔性能，涂布，物理性能IIABSTRACTThesubjectofthepaperistopreparePVA/OMMTnanocompositesforcoating,whichbasedonPV

5、Apolymersthatfilledwithorganic-modifiedsilicatelayersinnanoscaledispersion,plasticizer,anddefoamer.Finally,thePVA/OMMTnanocompositeswerechemicallymodifiedthroughcrosslinkreaction.Intheapplicationstage,theKraftpaperandcardboardpaperwerecoatedbyPVAcoatings,ahighba

6、rriercoatinglayerwasobtainedafterdrying.Theresultsshowthatthebarrierandpropertiesofthecoatedpaperareexcellent,andthephysicalpropertieswereimproved,withitmaincontentssummarizedasfollows:Firstly,Ca-montmorillonitewasmodifiedwithSingle-chainquaternaryammonium,after

7、thatdouble-strandedquaternaryammoniumwasusedtopreparetheso-calledsecondarily-intercalatedmontmorillonite.Theinfluenceofdifferentcationexchangecapacity(CEC)ofagentsontheorganicintercalationwasexplored.Theas-preparedsampleswerecharacterizedbytheX-raydiffraction,Fo

8、urier-transforminfrared,andthermogravimetric–differentialthermalanalysis.Resultsshowthatthebasalspacingofsecondarily-intercalatedmontmorilloniteincreasedwiththeCECofi