星形聚合物的合成及其在造紙濕部中的應(yīng)用.pdf

1、近年來,隨著造紙濕部抄造體系已由酸性轉(zhuǎn)變?yōu)橹?、堿性體系,紙張中加填最增加而定量降低,白水系統(tǒng)封閉循環(huán)程度日益提高,以及纖維回用比例加大,要求所采用的助留助濾劑不但要保證紙料較高的留著率、較好的濾水性能及較好的成紙勻度,還要有抵抗高剪切的能力。星形聚合物作為超支化聚合物的一種,表面官能度高,與相同分子量的線性聚合物相比,具有本體和溶液粘度低、流體動(dòng)力學(xué)半徑較小等特點(diǎn)。有望成為一種新型多功能造紙助劑,在日趨復(fù)雜的造紙濕部發(fā)揮良好的作用。

2、r>　　 論文通過分子設(shè)計(jì)采用“先核后臂”法合成了一種多臂呈形聚合物,并系統(tǒng)研究了其在造紙濕部中的應(yīng)用效果。
　　 首先采用端氨基的整代樹枝狀聚酰胺-胺大分子(PAMAM)與丙烯酰氯(AC)反應(yīng),合成的端基為多個(gè)雙鍵的新型多功能樹枝狀大單體(PAMAM-AC)。研究表明,其最適宜的合成條件為:N’N二甲基甲酰胺(DMF)作溶劑,三乙胺作縛酸劑,反應(yīng)物配比(PAMAM:AC)為1:1.5,先低溫(-5～5℃)反應(yīng)一段時(shí)間,然后于

3、室溫下繼續(xù)反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間6 h。并通過紅外光譜和核磁共振氫譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　 然后,以PAMAM-AC為核,S2O2-8-HSO3-為氧化還原引發(fā)體系,在水溶液中引發(fā)丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DAC)進(jìn)行自由基共聚,制備了星形結(jié)構(gòu)的陽離子聚丙烯酰胺(S-CPAM)。并對(duì)共聚產(chǎn)物進(jìn)行了紅外譜圖分析。研究了自由基聚合反應(yīng)體系和聚合工藝條件對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的影響,得出S-CPAM的最佳合成工藝條件為:單體總濃

4、度15％(對(duì)總?cè)芤旱馁|(zhì)量比,其中AM:DAC為7:1),引發(fā)劑濃度0.3％(對(duì)總單體濃度的質(zhì)量比,其中氧化劑與還原劑之比為2:1),反應(yīng)溫度40℃,反應(yīng)時(shí)間4h。
　　 研究了不同條件下S-CPAM對(duì)漂白廢新聞紙漿的助留助濾作用及對(duì)填料滑石粉的絮聚機(jī)理。結(jié)果表明,S-CPAM主要是以橋聯(lián)機(jī)理引發(fā)漿料間的絮聚。
　　 相對(duì)分子質(zhì)量及陽電荷密度對(duì)S-CPAM的作用效果有很大影響。相對(duì)分子質(zhì)量越高,S-CPAM的助留助濾作用越

5、好。隨著陽電荷密度的提高,S-CPAM的助留助濾作用增強(qiáng),但當(dāng)陽電荷密度超過2.12 meq·g-1時(shí),其助留助濾作用效果增加的幅度不大。隨著S-CPAM用量的增加,漿料的Zeta電位(負(fù)值)逐漸降低,紙料的留著率和濾水性能明顯改善。隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)及系統(tǒng)中剪切作用的增強(qiáng),紙料的留著率和濾水性能均呈降低的趨勢(shì)。但S-CPAM具有一定的抗剪切能力。隨著漿料體系pH值的升高,紙料的留著率和濾水性能均呈降低的趨勢(shì)。但S-CPAM在中、堿性體