星形聚合物的合成及其在造紙濕部中的應用.pdf

1、近年來,隨著造紙濕部抄造體系已由酸性轉變?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、流體動力學半徑較小等特點。有望成為一種新型多功能造紙助劑,在日趨復雜的造紙濕部發(fā)揮良好的作用。

2、r>　　 論文通過分子設計采用“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,合成的端基為多個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,反應物配比(PAMAM:AC)為1:1.5,先低溫(-5～5℃)反應一段時間,然后于

3、室溫下繼續(xù)反應,反應時間6 h。并通過紅外光譜和核磁共振氫譜對其結構進行了表征。
　　 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)進行自由基共聚,制備了星形結構的陽離子聚丙烯酰胺(S-CPAM)。并對共聚產(chǎn)物進行了紅外譜圖分析。研究了自由基聚合反應體系和聚合工藝條件對目標產(chǎn)物質量的影響,得出S-CPAM的最佳合成工藝條件為:單體總濃

4、度15％(對總溶液的質量比,其中AM:DAC為7:1),引發(fā)劑濃度0.3％(對總單體濃度的質量比,其中氧化劑與還原劑之比為2:1),反應溫度40℃,反應時間4h。
　　 研究了不同條件下S-CPAM對漂白廢新聞紙漿的助留助濾作用及對填料滑石粉的絮聚機理。結果表明,S-CPAM主要是以橋聯(lián)機理引發(fā)漿料間的絮聚。
　　 相對分子質量及陽電荷密度對S-CPAM的作用效果有很大影響。相對分子質量越高,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,但當陽電荷密度超過2.12 meq·g-1時,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。隨著作用時間的延長及系統(tǒng)中剪切作用的增強,紙料的留著率和濾水性能均呈降低的趨勢。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。但S-CPAM在中、堿性體