聚醚型水性聚氨酯的合成及其對(duì)紙張?jiān)鰪?qiáng)的研究.pdf

1、本文研究了封閉型水性聚氨酯造紙助劑的合成，及其在造紙中的一些應(yīng)用。在聚氨酯預(yù)聚體的合成過程中，本論文主要研究探討了各種條件對(duì)最終合成的預(yù)聚體產(chǎn)物的影響，如封閉劑的選定、各種原料濃度、終點(diǎn)選擇等，并分析檢測(cè)了合成時(shí)所用原料及藥品的一些相關(guān)性能和技術(shù)指標(biāo)，如純度、水分含量、羥值、NCO基團(tuán)含量和封閉率等。研究發(fā)現(xiàn)：用咪唑做封閉劑可以很好的將甲苯－2,4－二異氰酸酯的一端NCO封端，而且合成的聚氨酯預(yù)聚體產(chǎn)物的解封溫度也比較理想，適合實(shí)際生產(chǎn)

2、需要，最終我們成功合成了封閉型水性聚氨酯。
　　 在研究聚氨酯預(yù)聚體封閉－解封機(jī)理以及解封后異氰酸酯基與纖維中羥基反應(yīng)機(jī)理方面，分別研究了異氰酸酯基的含量、封閉劑的選擇、封閉時(shí)間等對(duì)封閉效果的影響。并且將聚氨酯化的紙張用振動(dòng)球磨磨成超細(xì)粉末，再經(jīng)過甲基化、堿性水解和乙?；忍幚?，通過核磁共振（1H-NMR、13C-NMR）和紅外光譜（FT-IR）分析檢測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)：在聚氨酯化處理過程中，解封后的聚氨酯預(yù)聚體，重新暴露出反應(yīng)活性較

3、強(qiáng)的-NCO基團(tuán)，并且-NCO基團(tuán)能與纖維素上-OH發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)氨基甲酸酯鍵，從而將原來紙張纖維間的氫鍵連接能轉(zhuǎn)變成化學(xué)鍵連接，進(jìn)而大大增強(qiáng)了紙張物理強(qiáng)度，尤其是紙張的濕強(qiáng)度。
　　 在研究聚氨酯預(yù)聚體對(duì)紙張聚氨酯化的實(shí)驗(yàn)中，本文中研究了聚氨酯預(yù)聚體及其乳液在紙張涂布和造紙濕部添加中的應(yīng)用，經(jīng)電子顯微鏡觀察、FT-IR分析和物理性能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)聚氨酯乳液涂布量為7g/㎡時(shí)，濾紙的抗張指數(shù)（干）和抗張指數(shù)（濕）分別提高到濾紙?jiān)?/p>

4、的1.74倍和19.59倍。耐折度提高到原紙的47.05倍。除了抗張強(qiáng)度外，經(jīng)過聚氨酯化處理后，紙張的其他物理強(qiáng)度均有提高，這主要是因?yàn)?，用封閉型水性聚氨酯乳液對(duì)紙張表面進(jìn)行涂布，經(jīng)預(yù)聚體解封和聚氨酯化處理以后，纖維間連接了許多針狀和絲絮狀粘合物質(zhì)，這些物質(zhì)在纖維之間尤其是纖維與纖維交叉的地方形成架橋結(jié)構(gòu)，纖維素上的一部分羥基與聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)生成氨基甲酸酯結(jié)構(gòu),把纖維之間的氫鍵結(jié)合轉(zhuǎn)化為化學(xué)鍵結(jié)合，從而增強(qiáng)纖維之間的連接。
　　

5、 在研究木素-聚氨酯共聚型高強(qiáng)度紙張的實(shí)驗(yàn)中，我們探討了以木素、聚氨酯乳液為原料，抄造出具有高強(qiáng)度性能紙張的新工藝,并通過物理檢測(cè)和電子掃描電鏡檢測(cè)等方法，對(duì)其進(jìn)行了分析。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：解封后的封閉型聚氨酯預(yù)聚體能與纖維素和木素中的-OH反應(yīng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的化學(xué)鍵連接，通過橋連作用，使纖維之間，以及木素和纖維之間連接的更好。從而提高和改善了紙張的物理指標(biāo)。添加木素以后，聚氨酯化紙張的干抗張指數(shù)、濕抗張指數(shù)、耐折度、撕裂度和挺度與空白紙張相比

6、較，最大可分別提高1.28倍、12.95倍、11.4倍、1.17倍和1.22倍；當(dāng)木素含量為20％時(shí)，濕強(qiáng)度/干強(qiáng)度的值為35.6％。
　　 另外，我們還研究了纖維打漿性能對(duì)紙張聚氨酯化效果的影響。研究結(jié)果表明：隨著叩解度的提高，暴露出來的羥基越多，聚氨酯化效果也越好，紙張的物理性能也隨之得到改善和提高，當(dāng)叩解度為70oSR時(shí)，紙張的綜合性能最佳。其耐折度是38 oSR時(shí)的4.57倍，干抗張指數(shù)，濕抗張指數(shù)分別增加了1.24、2