【碩士】水性聚氨酯紙頁增強(qiáng)劑的合成研究

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　　【碩士】水性聚氨酯紙頁增強(qiáng)劑的合成研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：浙江理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　由于森林資源的不足，使用木材纖維進(jìn)行造紙已經(jīng)難以滿足人們的需要。造紙?jiān)系娜笨诖偈故澜绨涯抗廪D(zhuǎn)向了廢紙纖維。而隨著人們生活水平的提高，人們對紙張性能要求越來越高，因此，如何提高紙張的性能，成為了目前造紙行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)著重對提高強(qiáng)度性能方面進(jìn)行了研究?！　? 水溶性聚氨酯是以水為分散介質(zhì)的二元體系，具有無毒、不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。己被廣泛應(yīng)用于人造革、粘合劑、彈性體等領(lǐng)域。鑒于聚氨酯用于紙張濕強(qiáng)劑的研究空白，本文嘗試對水性封閉聚氨酯進(jìn)行探索性研究，將乳液進(jìn)行紙張強(qiáng)度應(yīng)用?！　? 本文選擇了甲苯2，4．二異氰酸酯(2，4．TDI)、聚乙二醇(PEG一400)、酒石酸為主要原料，利用酒石酸來對預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈，使具備親水性，再通過封閉劑亞硫酸氫鈉對擴(kuò)鏈預(yù)聚物進(jìn)行封閉處理，以保存異氰酸基團(tuán)的活性，通過三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)，制備水溶性聚氨酯乳液?！　? 探討了聚合過程中制備工藝條件中各因素對預(yù)聚體系和乳液粘度的影響，找出了實(shí)驗(yàn)中較適宜的聚合工藝?！　? 通過正交實(shí)驗(yàn)從原料單體用量、擴(kuò)鏈劑用量、擴(kuò)鏈溫度等方面對預(yù)聚物產(chǎn)生的影響進(jìn)行了探討，對實(shí)驗(yàn)過程中不同階段的溫度進(jìn)行選擇，此外還對封閉劑的添加方式、封閉劑的用量以及封閉時(shí)間進(jìn)行了詳細(xì)的考察。系統(tǒng)分析了不同因素對聚合反應(yīng)的影響原因，最終確定了合成過程中的適宜條件?！　? 本實(shí)驗(yàn)確定的水性聚氨酯的制備條件是：反應(yīng)前對原料進(jìn)行脫水處理；確定攪拌強(qiáng)度150r／min；確定原料的投料次序?yàn)橄燃?，4一TDI，后滴加聚乙二醇，且投料摩爾比值為1．2；反應(yīng)初始階段溫度控制為34。C，時(shí)間控制在30分鐘；擴(kuò)鏈劑用量控制在8％，擴(kuò)鏈溫度為70℃，擴(kuò)鏈時(shí)間為2小時(shí)；封閉劑用量與異氰酸酯基的比值為1．2，封閉時(shí)間為25分鐘，封閉溫度為30。C；乳化階段的中和度為100％?！　? 此后進(jìn)一步進(jìn)行了應(yīng)用性嘗試，確定了所生成乳液進(jìn)行抄紙的適宜添加條件。本實(shí)驗(yàn)適宜的濕添加條件為：固化溫度120℃，固化時(shí)間30分鐘，制備濕強(qiáng)劑用量為0．8％--1％(相對絕于紙漿)，助留劑量為O．08％(相對絕干紙漿)。　　采用FT取對聚合過程的跟蹤分析結(jié)果表明：擴(kuò)鏈產(chǎn)物在2270cm。和1728cm。附近仍然有很強(qiáng)烈的吸收峰存在，C=O在1670cml～1755cm。1附近仍然具有很強(qiáng)烈的吸收峰，表明擴(kuò)鏈階段體系中保留了大量的異氰酸酯基團(tuán)。進(jìn)行封閉處理后，在2270cm。1處的異氰酸酯基團(tuán)的吸收峰逐漸消失，這表明預(yù)聚物中異氰酸酯基含量經(jīng)過封閉劑的作用消耗嚴(yán)重，而同時(shí)N—H的吸收峰在3180cmo～3480cmo處有較寬的吸收，C=O在1670cml～1755cm。附近仍然具有很強(qiáng)烈的吸收峰。同時(shí)也表明在后期應(yīng)用中，一定的固化溫度和時(shí)間的作用能夠幫助異氰酸酯基團(tuán)發(fā)生解封。通過SEM對紙張進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)添加了制備濕強(qiáng)劑的紙張的表面結(jié)構(gòu)比較致密，且形成了一層薄膜，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)是使紙張具有濕強(qiáng)度的一個(gè)重要原因?！　?

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