纖維素的ATRP法接枝改性及其在造紙中的應(yīng)用.pdf

1、隨著造紙纖維原料的短缺，二次纖維的利用受到了廣泛關(guān)注。在廢紙制漿過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量溶解與膠體物質(zhì)(DCS)，影響抄紙過(guò)程，降低成紙質(zhì)量。同時(shí)，對(duì)高品質(zhì)、高強(qiáng)度紙張的追求迫切需要在控制DCS的同時(shí)改善紙張的強(qiáng)度性能。使用造紙助劑是目前解決這些問(wèn)題的主要手段之一。隨著化石資源的日趨枯竭，充分利用可再生的生物質(zhì)資源，開(kāi)發(fā)高效多功能的生物質(zhì)基造紙助劑是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
　　論文以纖維素為原料，通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合合成了一種水溶性陽(yáng)離子纖維

2、素接枝聚合物Cell-g-DMC，并系統(tǒng)研究了其對(duì)陰離子垃圾的控制作用和對(duì)紙漿的增強(qiáng)作用。
　　首先，將纖維素溶解于離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽(BMIMCl)中，采用2-溴異丁酰溴(BiBBr)與纖維素反應(yīng)制備纖維素大分子引發(fā)劑Cell-BiB，通過(guò)XRD、FT-IR和NMR對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征，證明了大分子引發(fā)劑的成功合成。以Cell-BiB為引發(fā)劑，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)為陽(yáng)離子單體，溴化亞銅(CuBr)為催

3、化劑，N,N,N’,N’,N’’-五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)為配體，在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合制備了水溶性陽(yáng)離子纖維素接枝聚合物Cell-g-DMC。通過(guò)FT-IR、13C NMR鑒定了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示Cell-g-DMC的結(jié)構(gòu)與預(yù)期結(jié)構(gòu)一致。通過(guò)研究摩爾比、反應(yīng)濃度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)Cell-g-DMC接枝效率、特性黏度、陽(yáng)離子電荷密度及Zeta電位的影響，得出Cell-g-DMC合成的最佳

4、工藝條件為：DMC、PMDETA、CuBr、Cell-BiB的摩爾比為200:1:2:1；反應(yīng)體系濃度為50％；反應(yīng)溫度為60℃；反應(yīng)時(shí)間為24h。
　　通過(guò)研究Cell-g-DMC的陽(yáng)電荷密度及加入量對(duì)廢新聞紙脫墨漿濾液濁度、Zeta電位及粒徑的影響發(fā)現(xiàn)，Cell-g-DMC具有較高的陽(yáng)電荷密度，能夠通過(guò)靜電吸附將陰離子垃圾固著到纖維素上，是高效的陰離子垃圾捕捉劑。在添加量為0.5%時(shí)，Cell-g-DMC具有最佳效果，而且Ce

5、ll-g-DMC的陽(yáng)電荷密度越高，控制陰離子垃圾的效果越好。
　　另外，研究了Cell-g-DMC的特性黏度、加入量、作用時(shí)間、剪切力和pH對(duì)楊木BCTMP增強(qiáng)效果的影響。結(jié)果表明，Cell-g-DMC能夠明顯改善紙張強(qiáng)度。通過(guò)掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，加入Cell-g-DMC后，纖維間的結(jié)合點(diǎn)增多。采用特性黏度為143.94ml/g的Cell-g-DMC，在0.5%用量、作用5min、漿料體系pH=7、轉(zhuǎn)速為250rpm時(shí)，對(duì)紙張的增強(qiáng)