纖維素基陽離子聚合物的制備及其對填料的改性作用.pdf

1、加填可有效降低生產(chǎn)成本，節(jié)約原料，改善紙張性能。然而，填料粒子與紙漿纖維間天然的理化性質(zhì)差異導(dǎo)致二者結(jié)合力弱，會(huì)對成紙的物理強(qiáng)度和施膠性能產(chǎn)生不利影響。對填料進(jìn)行改性是一種可有效提高填料留著率、改善紙張性能、滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的方法。而基于纖維素衍生物與纖維間較好的相容性和親和力，利用具有特定功能的纖維素衍生物對填料進(jìn)行改性，以改善填料粒子與纖維間的結(jié)合力有著重要的實(shí)用價(jià)值。
　　利用3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨（CHPTAC）和

2、2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨（EMPTAC）為醚化劑，在氫氧化鈉/尿素體系中與纖維素發(fā)生均相反應(yīng)，制備了水溶性的纖維素基陽離子聚合物Cellulose-CHPTAC和Cellulose-EMPTAC。采用紅外光譜（FTIR）、X-射線衍射（XRD）、核磁共振（1H NMR、13C NMR、2D-HSQC）以及熱穩(wěn)定性分析（TGA）等對其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，在氫氧化鈉/尿素體系中，CHPTAC與纖維素葡萄糖單元的羥基發(fā)生均相反應(yīng)的進(jìn)程受

3、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、CHPTAC/AGU摩爾比以及反應(yīng)物濃度等因素的影響。制備纖維素基陽離子聚合物Cellulose-CHPTAC的最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間10h， CHPTAC與AGU的摩爾比9:1，纖維素濃度3wt％，此條件下所得的Cellulose-CHPTAC的取代度為0.52。
　　以環(huán)氧氯丙烷（ECH）為交聯(lián)劑，使纖維素基陽離子聚合物Cellulose-CHPTAC分子間產(chǎn)生交聯(lián)并包覆于填料碳酸鈣表面，

4、對填料粒子進(jìn)行了表面包覆改性，并研究了Cellulose-CHPTAC和交聯(lián)劑用量、反應(yīng)時(shí)間等對填料改性效果的影響。結(jié)果表明，當(dāng)Cellulose-CHPTAC陽電荷密度為1.69mmol/g，Cellulose-CHPTAC用量為15%，ECH與Cellulose-CHPTAC的摩爾比為6:1，反應(yīng)時(shí)間為4h時(shí)，填料碳酸鈣的改性效果最好。改性后，填料粒子表面帶有季胺陽電荷基團(tuán)和一定量的羥基，填料表面較為粗糙，粒子尺寸有所增加。

5、　　將改性填料加填于楊木 APMP中，研究了加填改性填料對成紙物理強(qiáng)度及填料留著率的影響，并分析了應(yīng)用條件對改性填料加填效果的影響。結(jié)果表明，經(jīng)由Cellulose-CHPTAC改性的碳酸鈣填料通過改善纖維間的結(jié)合，可有效補(bǔ)償由于加填無機(jī)填料導(dǎo)致的紙頁物理強(qiáng)度的降低，而Cellulose-CHPTAC賦予其表面的季胺陽電荷基團(tuán)可大大提高填料在紙頁中的留著效率。漿料體系的溫度會(huì)對改性碳酸鈣填料的加填效果產(chǎn)生一定影響，而漿料體系的剪切力以及