【硕士】反应型阳离子聚氨酯的合成及增强效果的研究

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内容简介

　　【硕士】反应型阳离子聚氨酯的合成及增强效果的研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：浙江理工大学　　学位年度：2009　　 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V1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。已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L--醇(PEGl000)、MDEA(MDEA)、乙酰苯胺为主要原料，利用乙酰苯胺来对预聚体进行封闭，暂时保护活性基团_NCO，再通过MDEA对封闭预聚物进行扩链处理，引入阳离子基团并使其具备亲水性，通过乙酸进行中和反应，制备水溶性阳离子聚氨酯乳液。　　 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、交联指数等方面对聚合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；n(NCO)：n(OH)比值为3．0，预聚反应温度为6512，预聚反应时间为75min；封闭反应温度为7512，封闭反应时间因不同封闭剂用量而不同；扩链剂用量为2。4．TDI和PEGl000两种单体质量分数的4％，加料方式为将MDEA用丙酮稀释为质量分数的30％溶液，再将稀释溶液滴加到反应体系内，45rain滴完，反应温度为40C；中和度选择80％-100％：固含量选择35％。　　 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。本实验适宜的湿部添加条件为：固化温度110C，固化时间30min，制备湿强剂用量为0．8％-1％(相对绝干纸浆)。　　 采用FTI鼢对聚合过程的跟踪分析结果表明：发现封闭产物在2270cmJ和1728cm1附近仍然有很强烈的吸收峰存在，这表明封闭阶段体系中消耗了一部分N=C=O，保留了另一部分异氰酸酯基团，C=O在1670cmJ-1755cmJ附近仍然具有很强烈的吸收峰。而扩链剂的添加，在2270cm-1处的异氰酸酯基团的吸收峰逐渐消失，这表明扩链过程中异氰酸酯基含量经过扩链剂的作用消耗严重，而同时N—H的吸收峰在3180-3480cm。1处有较宽的吸收，C=O在1670cm1-1755cm。1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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