RAFT法合成樹核星形聚合物及其在造紙中的應(yīng)用.pdf

1、隨著纖維資源日趨匱乏，白水系統(tǒng)中陰離子垃圾不斷富集等問題的出現(xiàn)，造紙工作者越來(lái)越注重多功能濕部造紙助劑的開發(fā)。樹核星形聚合物具有分子間交互作用小、溶液粘度低、分子表面有較高官能度等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是一種良好的濕部造紙助劑。目前，其合成方法主要有可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合（RAFT）、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）及氮氧調(diào)控自由基聚合（NMP）。論文采用先核后臂法，通過RAFT聚合方法合成了樹核星形陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，并研究了其對(duì)楊木BCTM

2、P的增強(qiáng)作用及對(duì)陰離子垃圾的控制作用。
　　首先，依次用三羥基氨基甲烷（TRIS）、氯乙酰氯（CAC）和二硫代苯甲酸（DTBA）對(duì)半代樹枝狀聚酰胺-胺端基進(jìn)行修飾，得到了一種含有12個(gè)二硫代苯甲酸末端基官能團(tuán)的可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移試劑 PAMAM-DTBA。然后，以PAMAM-DTBA為鏈轉(zhuǎn)移劑，AIBN為引發(fā)劑，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）與丙烯酰胺（AM）為單體，在N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和四氫呋喃中進(jìn)行RAF

3、T聚合，合成了樹核星形陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（DS-CPAM）。研究了合成工藝條件對(duì)聚合物性能如特性粘度、陽(yáng)電荷密度及Zeta電位等的影響。采用傅里葉紅外光譜、核磁共振波譜等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了分析和表征。結(jié)果表明，當(dāng)鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑及單體的摩爾比為1:2.4:2400，反應(yīng)溫度為60℃，DMC占總單體的75％（摩爾比），反應(yīng)時(shí)間為27 h時(shí)，合成的DS-CPAM的性能最好。
　　DS-CPAM主要以氫鍵或分子間作用力增強(qiáng)纖維間的結(jié)合，提高楊木

4、BCTMP的強(qiáng)度性能。研究結(jié)果表明，在漿料體系的pH為7.6條件下，加入0.5%（相對(duì)絕干漿）的DS-CPAM，作用時(shí)間為5 min，攪拌速度200 rpm時(shí)，DS-CPAM的增強(qiáng)效果最好。DS-CPAM的本身性質(zhì)對(duì)其增強(qiáng)作用有很大的影響。特性粘度為122.76 mL/g、陽(yáng)電荷密度為3.379 meq/g的DS-CPAM對(duì)楊木BCTMP的增強(qiáng)效果最好。XRD分析表明，DS-CPAM作為造紙?jiān)鰪?qiáng)劑對(duì)纖維的結(jié)晶度沒有影響，有利于纖維的二次

5、回用。采用環(huán)境掃描電鏡（SEM）觀察加入DS-CPAM前后纖維間的結(jié)合情況發(fā)現(xiàn)，加入DS-CPAM后纖維表面的結(jié)合點(diǎn)明顯增多且有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)膜覆蓋，纖維間的結(jié)合更緊密。
　　DS-CPAM能夠與漿水體系中的陰離子垃圾形成絮聚復(fù)合體，通過電荷中和/補(bǔ)丁機(jī)理將陰離子垃圾物質(zhì)固著在纖維上，隨紙頁(yè)帶出白水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰離子垃圾的控制。研究結(jié)果表明：加入0.7%的陽(yáng)電荷密度為4.37 meq/g、特性粘度為116.47 mL/g的DS-CPAM