微波輔助紙漿纖維與MCETMAC接枝共聚改性的研究.pdf

1、經(jīng)過接枝共聚改性的纖維不僅保留了原纖維的基本性能，還可賦予紙漿纖維一些新的性能，使紙漿纖維改性后在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)方面都有較大改善。紙漿纖維的陽離子化改性既可以解決造紙濕部添加陽離子助劑所造成的白水封閉循環(huán)過程中鹽類物質(zhì)蓄積等問題，有助于提高造紙濕部的留著率、濾水性以及減輕陰離子垃圾干擾，同時可改善紙漿纖維的打漿性能，提高礦物填料在紙漿纖維中的分布均勻性以及提高纖維的柔韌性、熱穩(wěn)定性和成紙的物理強(qiáng)度等。傳統(tǒng)的接枝共聚改性普遍存在著接枝

2、反應(yīng)效率較低、引發(fā)劑等原料的消耗量較大、改性過程能耗較高、反應(yīng)時間較長等缺點，因此限制了該技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。將微波輻射應(yīng)用于紙漿纖維的化學(xué)改性過程，可達(dá)到加快化學(xué)反應(yīng)速率、提高反應(yīng)產(chǎn)率和節(jié)省原料消耗的目的。與常規(guī)加熱的化學(xué)接枝過程相比較，微波輻照條件下紙漿纖維進(jìn)行接枝共聚改性，可以在提高接枝率和細(xì)小組分留著率的同時，在節(jié)約能耗、減少接枝過程廢液的污染負(fù)荷方面也有著較大的優(yōu)勢。
　　 本文重點研究了微波輻射條件下紙漿纖維與甲基丙烯

3、酰氧基乙基三甲基氯化銨（MCETMAC）進(jìn)行接枝共聚改性的工藝過程，考察了影響反應(yīng)的相關(guān)因素如單體用量、引發(fā)劑用量、交聯(lián)劑用量、漿濃及微波輻照時間對接枝產(chǎn)物性能的影響，并對接枝共聚改性機(jī)理進(jìn)行了初步探討。
　　 對紙漿纖維發(fā)生接枝共聚反應(yīng)的初步實驗結(jié)果表明：在未加入引發(fā)劑和不加熱的情況下，將單體和纖維混合并靜置一段時間后所得改性產(chǎn)物（試樣Ⅰ）與加入引發(fā)劑和微波輻射條件下進(jìn)行接枝共聚改性得到的產(chǎn)物（試樣Ⅱ）相比較，盡管試樣Ⅰ的細(xì)小

4、組分留著率和成紙的物理強(qiáng)度較空白樣有所提高，但試樣Ⅱ?qū)?yīng)的細(xì)小組分留著率和成紙的物理強(qiáng)度較空白樣發(fā)生了更加顯著的提高，其中接枝率可達(dá)到19.35％，細(xì)小組分留著率較空白樣提高了約8倍，成紙的抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、耐破指數(shù)分別提高了16.26％、10.79％、18.07％。
　　 采用兩種陽離子單體進(jìn)行接枝共聚改性的實驗研究表明，在其它條件不變的情況下，與二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）相比，采用甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨（

5、MCETMAC）可以在較少用量時就可達(dá)到較高的纖維接枝率和細(xì)小組分留著率，且在相同用量條件下采用MCETMAC與纖維進(jìn)行接枝共聚改性反應(yīng)所得產(chǎn)物的細(xì)小組分留著性能優(yōu)于DMDAAC。
　　 由微波輔助條件下紙漿纖維與MCETMAC進(jìn)行接枝共聚改性的單因素實驗和正交實驗研究得出：紙漿纖維與MCETMAC接枝共聚改性的最佳工藝條件為：交聯(lián)劑與改性劑的質(zhì)量比0.3，漿濃15％，微波功率320W，微波作用時間2min，引發(fā)劑用量0.4％，

6、改性劑與纖維質(zhì)量比為1.4。在以上條件下，反應(yīng)接枝率、反應(yīng)產(chǎn)物細(xì)小組分的留著率和成紙的物理強(qiáng)度均能達(dá)到較優(yōu)值。與常規(guī)水浴加熱法相比較，在所得紙漿纖維接枝產(chǎn)物接枝率基本相同的情況下，采用微波輔助可使紙漿纖維接枝共聚改性的反應(yīng)時間縮短118min，得到的接枝產(chǎn)物粘度提高了38ml/g。
　　 紙漿纖維接枝共聚改性前后纖維強(qiáng)度性能的對比實驗研究表明：與未改性纖維比較，接枝后紙張的抗張指數(shù)增加了11.6％，耐破指數(shù)提高了10.1％，撕裂