反應(yīng)性乳化劑型表面施膠劑的制備及性能研究.pdf

1、表面施膠是改善紙張印刷性能的重要手段。隨著印刷技術(shù)的不斷進(jìn)步，印刷行業(yè)對紙張施膠劑的要求在不斷提高。傳統(tǒng)的表面施膠劑存在著諸多缺陷，如傳統(tǒng)的表面施膠劑由于乳化劑的殘留，嚴(yán)重影響了紙張的抗水性；又如由于對纖維親和力差，紙張表面的施膠膜容易破裂，難以滿足高速印刷要求。為了提高紙張的抗水性能和改善紙張表面印刷性能，本論文采用反應(yīng)性乳化劑比較系統(tǒng)地研究了一種自乳化性表面施膠劑的制備和施膠方法，并使用紅外光譜儀等儀器分析了該表面施膠劑的性能。本論

2、文的主要研究內(nèi)容和研究成果歸納如下： 1)在對多種乙烯基單體的物性分析基礎(chǔ)上，選擇了苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸酯功能單體作為原料。 2)通過比較三種聚合方法，確定了采用半連續(xù)全底料乳液聚合的方法制備反應(yīng)性乳化型表面施膠劑。 3)比較了反應(yīng)性復(fù)合乳化劑(P1-P2)與傳統(tǒng)乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)/十二烷基硫酸鈉(SDS)對單體的乳化效果和其制備的乳液特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相比OP-10-S

3、DS，P1-P2復(fù)合乳化劑使乳化效果提高一倍，制得的乳液粒徑減少150nm，粒徑減少2個分布區(qū)間，電負(fù)性、稀釋穩(wěn)性和混合相容性均有明顯提高。 4)在單體配比研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，研究了聚合工藝、乳化劑和引發(fā)劑用量、反應(yīng)溫度、種子乳液濃度和攪拌速率等因素對表面施膠劑性能的影響。以粒徑和凝聚率為指標(biāo)得出最佳聚合工藝為：采用半連續(xù)種子乳液聚合法，硬軟單體用量為1.3:1，反應(yīng)性乳化劑用量為單體的2％；使用過硫酸鉀/亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑，用量

4、為1％；種子液用量為釜液量的2/5；反應(yīng)溫度為60℃-75℃，在80℃保溫反應(yīng)1小時。在此條件下制得了粒徑為170nm、分散度為4個區(qū)間分布、單體轉(zhuǎn)化率達(dá)97％的乳液型表面施膠劑。 5)對制備的表面施膠劑的物性進(jìn)行了以下表征測試和分析： (1)使用紅外光譜分析儀對表面施膠劑的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行檢測。分析檢測結(jié)果表明：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、以及丙烯酸功能單體和反應(yīng)型乳化劑Pl發(fā)生了共聚反應(yīng)，表面施膠劑為上述單體形成

5、的共聚物乳液。 (2)使用超細(xì)顆粒粒度檢測儀器(TSM)對表面施膠劑做了粒徑分布檢測，以及使用Zeta電位測試儀測試了表面施膠劑的電位。綜合分析兩項(xiàng)檢測結(jié)果，表明表面施膠劑為多分散性、陰離子型乳液聚合物。 (3)利用掃描電鏡(SEM)技術(shù)對施膠紙張表面進(jìn)行掃描，揭示了表面施膠劑在紙張表面形成了連續(xù)性的膜。 6)對制備的表面施膠劑進(jìn)行了施膠實(shí)驗(yàn)，研究了表面施膠劑的玻璃化溫度(Tg)、粒徑大小對施膠效果的影響；選用氧化淀粉與

6、自制表面施膠劑復(fù)配使用，探討兩者的混合相容性，研究復(fù)配比例、復(fù)配溫度對施膠效果的影響。施膠實(shí)驗(yàn)表明：表面施膠劑Tg較高時，與氧化淀粉在40℃以下混合、中速攪拌能得到混合相容性好、絮凝物少的施膠液。該表面施膠劑與氧化淀粉有協(xié)同作用，兩者混合使用時，施膠效果比單獨(dú)使用施膠劑或氧化淀粉效果好。 上述研究結(jié)果表明：本論文研制的新型反應(yīng)性乳化型表面施膠劑具有性能穩(wěn)定、施膠效果良好的特點(diǎn)；由于該施膠劑的聚合工藝條件溫和、安全性好、制備原料易