新型納米復合表面施膠劑的制備及施膠性能研究.pdf

1、納米微晶纖維素（NCC）是天然纖維素經(jīng)過處理后得到的一種纖維素結(jié)晶體。作為一種新型綠色納米材料，NCC在諸多領(lǐng)域具備良好的應(yīng)用前景。尤其，因其獨特的力學性能及結(jié)構(gòu)特性，NCC可用作聚合物的增強劑，以形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而明顯改善聚合物的機械性能和阻隔性能；這一特性令其在紙張的表面施膠中的應(yīng)用亦頗受關(guān)注。但是，由于NCC具有負電性，遇陽離子型表面施膠劑（如陽離子苯丙乳液，Cationic Styrene Atyrene Acrylic

2、Emulsion，CSA），會發(fā)生嚴重吸附團聚，必將影響到乳液的流變性能及其紙張表面施膠性能。更重要的是，NCC表面含有大量的親水基團，直接添加不利于紙張表面抗水性的改善。因此，在應(yīng)用之前，需要對NCC進行改性，以改善其與乳液體系的相容性，最終提高其在紙張施膠性能方面的應(yīng)用效果。
　　本工作以微晶纖維素（MCC）為原料，基于酸水解法制備了納米微晶纖維素（NCC）。在此基礎(chǔ)上，以季銨鹽2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨（GTMAC）為陽離

3、子醚化劑對NCC進行改性得到了陽離子化的納米微晶纖維素（CNCC）。結(jié)果表明，CNCC呈棒狀結(jié)構(gòu)，粒徑約10~80 nm，長度小于400 nm，在水相中具備較好的分散穩(wěn)定性。基于氮元素分析法，計算得到CNCC的取代度為4.1％；FT-IR、XRD分析結(jié)果證明了NCC被成功改性；TEM、TG分析結(jié)果表明，與NCC相比，CNCC具有較好的分散性和熱穩(wěn)定性。
　　隨后，通過直接添加的方法對特定的淀粉（Starch）/CSA表面施膠劑進行

4、復合，得到了Starch/CSA/NCC（CNCC）納米復合表面施膠劑，并對其分散效果、粒徑分布及穩(wěn)定性進行了分析。結(jié)果表明，添加了NCC的納米復合表面施膠劑容易發(fā)生團聚和沉降，粒徑總體增大；而Starch/CSA/CNCC納米復合表面施膠劑的分散穩(wěn)定性明顯提升，其粒徑分布相對于Starch/CSA幾乎不變。從TG和DTG曲線可知，NCC的添加并不能很好的改善Starch/CSA施膠劑熱分解行為，但CNCC的加入?yún)s在一定程度上提高了St

5、arch/CSA施膠劑的熱穩(wěn)定性。
　　最后，對NCC、CNCC在施膠紙中的應(yīng)用進行了初步探討，研究了NCC（CNCC）的添加量對施膠紙機械性能和阻隔性能的影響。初步應(yīng)用結(jié)果表明，NCC在提高施膠紙的機械性能方面有一定的優(yōu)勢，而CNCC在改善施膠紙阻隔性能上有很大的優(yōu)勢；施膠紙的機械性能和阻隔性能都隨著NCC/CNCC的添加量的增加而呈現(xiàn)出先變好后變差的趨勢，且當添加量為0.2%（對淀粉）時，性能提升最大，與零添加的 Starch