瓦楞纸表面施胶增强剂的制备及其应用

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1、万方数据2010年5月第19卷第5期中国胶粘剂一43一淀粉接枝共聚物瓦楞纸表面施胶增强剂的制备及其应用张光华，王帆，张万斌，王腾飞，孙卫玲(教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西科技大学，陕西西安710021)摘要：利用无皂乳液聚合技术通过阳离子淀粉和苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)等乙烯基单体进行接枝共聚反应，制备了一种淀粉接枝聚合物乳液，并对其表面施胶性能进行了研究。结果表明：当m(淀粉接枝乳液)：m(氧化淀粉)=3：100、埘(硫酸铝)=O．4％和施胶液pH=4时，其应用效果好且性价比高；淀粉接枝乳液的施胶性能优于氧化淀粉和接枝单体共聚物。关键词：氧化淀粉；接枝共聚；表面施胶剂；无

2、皂乳液聚合中图分类号：TQ437．2文献标识码：A文章编号：1004—2849(2010)05-0043-05O前言传统的浆内施胶不仅施胶量大，而且通常会对纸张的物理性能产生影响，因而瓦楞纸生产企业越来越重视表面施胶工艺的研究11I。目前表面施胶剂大体可以分为两类：天然高分子型和合成聚合物型。天然高分子施胶剂价格低廉，但其与纤维的结合力较差，施胶效果一般I习；而聚合物施胶剂施胶效果较好，但成本较高且聚合过程中使用的乳化剂或溶剂的残余通常会对施胶效果产生不利的影响。本研究将阳离子淀粉充分氧化(以提高其表面活性)，利用苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)等乙烯基类单体，在少量可聚合乳化剂参与的条件下

3、与氧化淀粉接枝共聚，制备了一种淀粉接枝共聚物乳液【圳，并研究了其对纸板的施胶效果[51。氧化淀粉既是分散剂(确保了聚合乳液的稳定性)，又是施胶剂的重要组成部分。l试验部分1．1试验原料苯乙烯(St)，分析纯，天津市巴斯夫化工有限公司；丙烯酸丁酯(BA)，分析纯，天津市河北区海晶精细化工厂；过硫酸钾(KPS)，分析纯，天津市登峰化学试剂厂；烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(DNS一86)，分析纯，清新县汉科化工科技有限公司；AI：(SO。)3，分析纯，北京化工厂；YTJ一1型玉米淀粉，工业级，青岛市晨昱生化科技有限公司。1．2试验仪器PB—l型pH计、Acculab电子天平，德国sartou-ri

4、ous公司；ST一1—260型涂布机，陕西科技大学机电学院实训研发中心；YQZ-I型纸张挺度测试仪，国营宜宾造纸厂；DCP—KY3000电脑测控压缩试验仪，四JII长江造纸仪器有限责任公司；JC2000CI型静滴接触角测量仪，上海中晨数字技术有限公司；EQUINX55型傅里叶变换红外光谱仪，德国Brucher公司；S一570型扫描电镜，日立公司；NDJ一79型旋转黏度计，上海昌吉地质仪器有限公司；飞鸽牌TDL一40B型离心机，上海安亭科学仪器厂。1．3试验制备1．3．1阳离子淀粉接枝共聚乳液的制备在三口烧瓶中加入适量的水和阳离子淀粉，边搅拌边升温至45℃，加入KPs氧化剂(加入量应保证经氧化后

5、淀粉糊化液的黏度小于10mPa·s)；氧化完毕后升温至90℃使氧化淀粉开始糊化，继续糊化30min；降温至80℃，加入少量的DNS一86，开始同时滴加单体St、BA和KPs溶液，控制滴加速率，确保引发剂溶液后加完；滴加完毕后升温至收稿日期：2010—01—06；修回日期：2010—02—26。基金项目：陕西科技大学研究生创新基金项目。作者简介：张光华(1962一)．陕西咸阳人，教授，博导，主要从事高分子功能材料及造纸化学品等方面的制备与应用研究。通讯作者：王帆。E-mail：wangfan3063@163．COIII万方数据一44一中国胶粘剂第19卷第5期85℃，保温反应30rain，即得阳离

6、子淀粉接枝共聚乳液。1．3．2复配施胶工艺将氧化淀粉糊化后，与合成的淀粉接枝共聚乳液以一定比例复配制备4％施胶液；将原纸(未施胶的瓦楞原纸，纸张定量130g／m2，施胶度2s，环压强度指数6．57N·m／g，挺度27g·cm)平铺在水平涂布机上，一端固定，用涂布棒将施胶液均匀涂在纸表面(施胶量5∥m2)；在压光烘干机上烘干，干燥后进行纸张各项性能测试。1．3．3单独施胶工艺将样品稀释至2％，施胶方法同1．3．2，施胶量0．2g／m2。1．4测试与表征(1)接枝共聚物的红外光谱(订一IR)：采用傅里叶变换红外光谱仪进行测定(将产物在乙醇水溶液中回流1h，沉淀、过滤；然后以环己烷为溶剂，在索式提取

7、器中抽提8h以上161，以除去未接枝单体；最后在较低温度下烘干，并采用KBr压片法制样即可)。(2)pH值：将淀粉接枝共聚乳液倒入烧杯中，采用pH计进行测定。(3)固含量：取1—2g乳液于玻璃皿中，在105℃烘箱中烘干至恒重，计算百分率。(4)黏度：采用NDJ一79型旋转黏度计进行测定。(5)接枝率：按照公式(1)计算接枝率(G)。G：毕(1)u一—1哥一～l，W1式中：形。和形：分别代表玉米淀粉