【硕士】水性聚氨酯纸页增强剂的合成研究

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内容简介

　　【硕士】水性聚氨酯纸页增强剂的合成研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：浙江理工大学　　学位年度：2007　　 由于森林资源的不足，使用木材纤维进行造纸已经难以满足人们的需要。造纸原料的缺口促使世界把目光转向了废纸纤维。而随着人们生活水平的提高，人们对纸张性能要求越来越高，因此，如何提高纸张的性能，成为了目前造纸行业关注的焦点，本实验着重对提高强度性能方面进行了研究。　　 水溶性聚氨酯是以水为分散介质的二元体系，具有无毒、不污染环境的优点。己被广泛应用于人造革、粘合剂、弹性体等领域。鉴于聚氨酯用于纸张湿强剂的研究空白，本文尝试对水性封闭聚氨酯进行探索性研究，将乳液进行纸张强度应用。　　 本文选择了甲苯2，4．二异氰酸酯(2，4．TDI)、聚乙二醇(PEG一400)、酒石酸为主要原料，利用酒石酸来对预聚体进行扩链，使具备亲水性，再通过封闭剂亚硫酸氢钠对扩链预聚物进行封闭处理，以保存异氰酸基团的活性，通过三乙胺进行中和反应，制备水溶性聚氨酯乳液。　　 探讨了聚合过程中制备工艺条件中各因素对预聚体系和乳液粘度的影响，找出了实验中较适宜的聚合工艺。　　 通过正交实验从原料单体用量、扩链剂用量、扩链温度等方面对预聚物产生的影响进行了探讨，对实验过程中不同阶段的温度进行选择，此外还对封闭剂的添加方式、封闭剂的用量以及封闭时间进行了详细的考察。系统分析了不同因素对聚合反应的影响原因，最终确定了合成过程中的适宜条件。　　 本实验确定的水性聚氨酯的制备条件是：反应前对原料进行脱水处理；确定搅拌强度150r／min；确定原料的投料次序为先加2，4一TDI，后滴加聚乙二醇，且投料摩尔比值为1．2；反应初始阶段温度控制为34。C，时间控制在30分钟；扩链剂用量控制在8％，扩链温度为70℃，扩链时间为2小时；封闭剂用量与异氰酸酯基的比值为1．2，封闭时间为25分钟，封闭温度为30。C；乳化阶段的中和度为100％。　　 此后进一步进行了应用性尝试，确定了所生成乳液进行抄纸的适宜添加条件。本实验适宜的湿添加条件为：固化温度120℃，固化时间30分钟，制备湿强剂用量为0．8％--1％(相对绝于纸浆)，助留剂量为O．08％(相对绝干纸浆)。　　 采用FT取对聚合过程的跟踪分析结果表明：扩链产物在2270cm。和1728cm。附近仍然有很强烈的吸收峰存在，C=O在1670cml～1755cm。1附近仍然具有很强烈的吸收峰，表明扩链阶段体系中保留了大量的异氰酸酯基团。进行封闭处理后，在2270cm。1处的异氰酸酯基团的吸收峰逐渐消失，这表明预聚物中异氰酸酯基含量经过封闭剂的作用消耗严重，而同时N—H的吸收峰在3180cmo～3480cmo处有较宽的吸收，C=O在1670cml～1755cm。附近仍然具有很强烈的吸收峰。同时也表明在后期应用中，一定的固化温度和时间的作用能够帮助异氰酸酯基团发生解封。通过SEM对纸张进行了微观结构的研究，发现添加了制备湿强剂的纸张的表面结构比较致密，且形成了一层薄膜，经过分析发现是使纸张具有湿强度的一个重要原因。　　

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