水性聚氨酯特種紙張表面增強劑的制備及應用性能研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和國民生活水平的提高,對特種紙?zhí)岢隽烁蟮男枨?特別是針對不同的應用條件,對一些特種紙?zhí)岢隽诵碌囊?如要求有很高的表面性能、干濕強度、施膠度、耐折度和印刷適性等。此時表面施膠劑的作用不言而喻,所以開發(fā)新型表面施膠劑顯得越來越重要。水性聚氨酯表面施膠劑,是一種近年來出現(xiàn)的新型表面施膠產(chǎn)品。單一的水性聚氨酯(PU)涂膜具有優(yōu)異的力學性能、耐磨性、柔韌性和耐化學品性等優(yōu)點,但是其涂層的耐水性較差、強度較低,且價格較昂貴。而

2、經(jīng)過擴鏈劑對水性聚氨酯進行改性可明顯改善聚氨酯乳液及涂膜的性能。這一方法己成為研制新型水性聚氨酯的重要途徑。
　　 本研究以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚己內(nèi)酯二元醇(PCL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二羥甲基丙酸(DMPA)異佛爾酮二胺(IPDA)等為主要原料制備了陰離子型聚氨酯/聚脲乳液(PU/PUU),系統(tǒng)研究了IPDA、二乙烯三胺(DETA),乙二胺(EDA)三種擴鏈劑,及n(-NCO)/n(-OH),擴鏈劑用量

3、,中和度等對乳液和涂膜性能的影響,并采用多種現(xiàn)代分析手段對其結構、形態(tài)和熱性能進行了表征。
　　 本研究還對陰離子型聚氨酯/聚脲乳液應用于造紙表面施膠的實際應用效果進行了探討。系統(tǒng)研究了n(-NCO)/n(-OH),IPDA,DMPA,氮丙啶以及乳液用量對紙張施膠度、耐折度和抗張強度的影響。采用掃描電鏡(SEM)對表面施膠前后的紙張進行了表征。并對施膠后的紙張表面進行了接觸角的測量。
　　 研究結果表明:
　　

4、(1)通過對陰離子型水性聚氨酯/聚脲乳液合成條件的研究,確定出較佳的聚合工藝為:當n(-NCO):n(-OH)為1.6,DMPA用量為3.4%,IPDA用量為0.5%時,聚合溫度為60℃。此水性聚氨酯/聚脲乳液具有優(yōu)異的表面施膠性能。
　　 (2)通過對涂膜的性能測試表明,在較佳聚合工藝條件下,涂膜具有較好的力學性能和較低的吸水率,鉛筆硬度為HB,涂膜吸水率為2.96%。
　　 (3)紅外光譜(FI-IR)分析證明了制備

5、陰離子型水性聚氨酯/聚脲乳液符合預期的化學結構。熱重(TG)分析表明,聚合物的熱穩(wěn)定性良好,起始分解溫度在150℃以上,滿足了造紙工藝對溫度的要求。X射線衍射(XRD)分析表明,陰離子型水性聚氨酯涂膜屬于非晶態(tài)聚合物,呈無定型狀態(tài),能夠滿足正常的使用。粒徑分布顯示了乳膠粒的粒徑大多數(shù)分布在一個狹小的區(qū)域內(nèi),粒徑均一。乳液的zeta電位分析說明乳液粒子均一,體系穩(wěn)定。
　　 (4)將合成的陰離子型聚氨酯/聚脲乳液應用于造紙工業(yè)的表