阳离子型丙烯酸酯树脂的合成及应用

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通过无皂乳液聚合制备了阳离子聚合物,作为中性施胶剂烷基烯酮二聚体(AKD)乳液的乳化稳定剂,AKD趋于稳定,并具有很好的施胶和增强效果。高分子AKD乳液粘度低、稳定性好,施胶时可减少明矾用量;可加入CaCO3等填料以降低生产成本;颗粒表面阳电荷密度较高,加入后使纸浆纤维表面的电荷变化比较明显,具有良好的自留着作用,可在中性系统中应用,提高纸张强度和耐久性。施胶效果优于传统AKD乳液,具有广阔的开发与应用前景。   以三甲胺(TMA)和环氧氯丙烷(EPIC)为反应原料合成缩水甘油基三甲基氯化铵(GTMAC)。合成GTMAC的最佳工艺条件为:反应温度18℃,反应时间16 h,n(TMA):n(EPIC)=1.2:1。该条件下GTMAC的收率为62.24%,活性物(GTMAC)质量分数为97.43%,熔点为137~139℃,外观为白色针状晶体。合成反应结束后,抽滤所得GTMAC以丙酮洗涤,然后低温真空干燥保藏。   以GTMAC和丙烯酸为原料合成阳离子酯季铵盐3-丙烯酰氧基-2-羟基丙基三甲基氯化铵,最佳合成条件为n(MAA):n(GTMAC)=1.1:1,异丙醇为反应溶剂,反应温度25℃,反应时间4h,在此条件下,产物的收率为65.3%,熔点为175~177℃,R457白度为78.9的白色粉末。合成反应结束后,抽滤所得阳离子酯季铵盐用混合溶剂重结晶,然后真空干燥可得合格产品。   将蒸馏水、十二烷基硫酸钠、OP-10加入到三口烧瓶中,开动搅拌器,待乳化剂分散均匀后倒出1/3混合液,再将全部单体倒入反应烧瓶中,进行预乳化。将预乳化好的单体混合液留少量在烧瓶中,进行种子乳液聚合,待70℃时加入1/2引发剂,80℃时乳液泛蓝光。保温10min后滴加混合单体和引发剂,升温至95℃保温1h,整个反应5~6h,结束反应降温至45℃出料,经检测单体转化率大于92%。   取一定量的阳离子聚合物复配作乳化剂乳化AKD,加入一定量的聚合氯化铝作电荷增强,研究了乳化工艺、乳化时间、乳化温度、搅拌速度以及乳化剂用量等因素对AKD乳液性能的影响。选择了合适的乳化工艺,并确定了最优乳化时间为8min,乳化温度为60℃,搅拌速度为7000r/min,乳化剂用量占AKD用量的3/5。最终得到稳定的AKD乳液,固含量为20%,pH值在5.0~6.0之间,Zeta电位为+41mV,粘度为78.6mPa·s,稳定性较好。   将所制备的高分子AKD乳液用于施胶实验,研究施胶工艺及工艺过程中各因素对施胶效果的影响,检测了抄纸片的物性。当高分子基乳液在6.5~8h,施胶度变化不大;在一定绝干浆条件下,胶料用量1.0%左右,硫酸铝用量1.0%,助留剂(CPAM)用量0.02%,施胶效果显著;填料碳酸钙用量在0~20%范围内,施胶度变化不明显。同时,高分子AKD乳液施胶后抄造的纸张强度明显优于传统AKD乳液施胶时抄造的纸张。
其他文献
本文以宝钢焦化公司二级生化出水为源水,以去除CODCr、氨氮及色度为目标,采用H2O2和ClO2为氧化剂,通过对催化体系的优化及催化剂的制备、筛选,对焦化废水进行催化氧化处理,获得了