水性聚氨酯紙頁增強劑的合成研究.pdf

1、由于森林資源的不足，使用木材纖維進行造紙已經(jīng)難以滿足人們的需要。造紙原料的缺口促使世界把目光轉(zhuǎn)向了廢紙纖維。而隨著人們生活水平的提高，人們對紙張性能要求越來越高，因此，如何提高紙張的性能，成為了目前造紙行業(yè)關(guān)注的焦點，本實驗著重對提高強度性能方面進行了研究。 水溶性聚氨酯是以水為分散介質(zhì)的二元體系，具有無毒、不污染環(huán)境的優(yōu)點。已被廣泛應(yīng)用于人造革、粘合劑、彈性體等領(lǐng)域。鑒于聚氨酯用于紙張濕強劑的研究空白，本文嘗試對水性封閉聚氨酯

2、進行探索性研究，將乳液進行紙張強度應(yīng)用。 本文選擇了甲苯-2,4-二異氰酸酯(2,4-TDI)、聚乙二醇(PEG-400)、酒石酸為主要原料，利用酒石酸來對預(yù)聚體進行擴鏈，使具備親水性，再通過封閉劑亞硫酸氫鈉對擴鏈預(yù)聚物進行封閉處理，以保存異氰酸基團的活性，通過三乙胺進行中和反應(yīng)，制備水溶性聚氨酯乳液。 探討了聚合過程中制備工藝條件中各因素對預(yù)聚體系和乳液粘度的影響，找出了實驗中較適宜的聚合工藝。 通過正交實驗從

3、原料單體用量、擴鏈劑用量、擴鏈溫度等方面對預(yù)聚物產(chǎn)生的影響進行了探討，對實驗過程中不同階段的溫度進行選擇，此外還對封閉劑的添加方式、封閉劑的用量以及封閉時間進行了詳細的考察。系統(tǒng)分析了不同因素對聚合反應(yīng)的影響原因，最終確定了合成過程中的適宜條件。 本實驗確定的水性聚氨酯的制備條件是：反應(yīng)前對原料進行脫水處理；確定攪拌強度150r/min；確定原料的投料次序為先加2,4-TDI，后滴加聚乙二醇，且投料摩爾比值為1.2；反應(yīng)初始階段

4、溫度控制為34℃，時間控制在30分鐘；擴鏈劑用量控制在8﹪，擴鏈溫度為70℃，擴鏈時間為2小時；封閉劑用量與異氰酸酯基的比值為1.2，封閉時間為25分鐘，封閉溫度為30℃；乳化階段的中和度為100﹪。 此后進一步進行了應(yīng)用性嘗試，確定了所生成乳液進行抄紙的適宜添加條件。本實驗適宜的濕部添加條件為：固化溫度120℃，固化時間30分鐘，制備濕強劑用量為0.8﹪～1﹪(相對絕干紙漿)，助留劑用量為0.08﹪(相對絕干紙漿)。

5、采用FTIR對聚合過程的跟蹤分析結(jié)果表明：擴鏈產(chǎn)物在2270cm<'-1> 和1728cm<'-1> 附近仍然有很強烈的吸收峰存在，C=O在1670cm<'-1>～1755cm<'-1> 附近仍然具有很強烈的吸收峰，表明擴鏈階段體系中保留了大量的異氰酸酯基團。進行封閉處理后，在2270cm<'-1>處的異氰酸酯基團的吸收峰逐漸消失，這表明預(yù)聚物中異氰酸酯基含量經(jīng)過封閉劑的作用消耗嚴重，而同時N-H的吸收峰在3180cm<'-1>～348