造纸湿强剂PAE.docVIP

造纸湿强剂PAE－聚酰胺／环氧氯丙烷 ? ? 收藏到： ? 摘要:介绍了造纸中常用的湿强剂,重点讨论了聚酰胺环氧氯丙烷,并对其制备方法、作用机理及其应用条件进行了论述。 关键词:聚酰胺-环氧氯丙烷　湿强剂　抄纸??　　许多纸制品尤其是工业用纸都要求有较高的湿强度，湿强剂的加入可改善纸张在润湿情况下的强度。纸张湿强剂分为永久型和暂时型两类，永久型通常用于瓦楞纸板中，用于包装新鲜蔬菜以及冷冻产品的包装材料。常用的有　醛树脂(ＵＦ)、改性三聚氰胺甲醛树脂(ＭＦ)、聚　胺-环氧氯丙烷树脂(ＰＰＥ或ＰＡＥ)以及丙烯　胺类聚合物等；暂时型多用于那些短时、用后废弃的纸制品中，如婴儿纸尿布、手帕纸及医院用一次性外衣和床单等。常用的有ＰＡＥ树脂、乙二醛改性丙烯　胺-二烷基二甲基氯化铵等反应的产物。　　ＰＡＥ湿增强剂国外的研究动向是对ＰＡＥ进行改性。如由己二酸、二乙烯三胺和乙醇胺组成的聚合物，用环氧氯丙烷进行环氧化后得到的湿强剂，与未用乙醇胺的相比在贮存期、相对湿强度方面都好；另外，改变ＰＡＥ的组成成分也得到较好的性能，如由戊二酸二甲酯替代己二酸制成的产品；由乙二酸二乙酯、双(3-氨甲基)甲胺和环氧氯丙烷制成的湿强剂效果也颇佳。? ?　 1　ＰＡＥ的合成与制备? ? 　ＰＡＥ树脂的合成首先可以通过脂肪二元羧酸，如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸或癸二酸与多乙烯多胺，如二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或双丙胺基甲胺反应生成聚　胺聚胺，然后再与环氧氯丙烷(表氯醇)反应生成ＰＡＥ树脂。在实际使用中，脂肪二元羧酸用己二酸、多乙烯多胺常用二乙烯三胺所得产品最具有实用价值。??　??南京林业大学在研制中由己二酸和二乙烯三胺反应生成聚己二　二乙烯三胺，然后用上述水溶液与表氯醇反应生成聚己二　二乙烯三胺表氯醇树脂；天津轻工业学院在试验中制备ＰＡＥ的流程为:先进行酯的氨解(140℃以上)馏出醇，生成聚　胺，第二步环氧表氯醇与聚　胺反应使其分子中的仲胺转变成叔胺，在盐酸的作用下产生阳离子化，并终止反应。? ?　 2　ＰＡＥ增湿强作用机理? ?　 ＰＡＥ是目前应用最多的湿增强剂，其性能受到普遍的肯定。单独使用ＰＡＥ时湿强度增加不大，且会给纸张的抄造带来许多不良影响，如浆料易产生气泡、絮聚，成纸揭纸困难，纸页均匀度差等。??　 ＰＡＥ树脂含有胺基、环氧基和氮杂丁烷型阳离子，而纤维表面有羟基、醛基和羧基等反应基团。ＰＡＥ树脂分子与纤维表面反应基团产生交联作用。　??目前，一般认为湿强的机理一种是“均交联”机理。这种机理认为，所加的树脂部分沉积于纤维之间或吸附于纤维表面，当纸页干燥时，这些树脂相互交联成网状结构。另一种是“共交联”理论。这种理论认为，湿强树脂的初期是一种低分子量能溶于水的树脂，加入纸浆后渗入至纤维的表面和内部，与纤维分子发生有效的交联。? ?　 3　ＰＡＥ的应用条件? ?　 ＰＡＥ的应用受很多因素的影响，掌握和了解其特点对更好地使用ＰＡＥ会有很大帮助。? ?　 3.1　ζ电位影响? ? 　从浆料系统的ζ电位分析可知，未加ＰＡＥ树脂时，浆料的ζ电位为-22.4ｍＶ，而加入的ＰＡＥ被纤维强烈吸附后，ζ电位的负值变小，纸张的湿强度增加，当ＰＡＥ达到一定值后，浆料的ζ电位接近于零。如再增加ＰＡＥ用量，则ζ电位变为正值，使ＰＡＥ的留着率降低。? ? 　研究表明，浆料ζ电位的绝对值越高，细小纤维和ＰＡＥ的留着率越低；当ζ电位为零时，细小纤维和ＰＡＥ留着率最高。Ｓｔａｚｄｉｎ和Ａｎｄｅｒｓｏｎ的研究亦表明，往浆料中加入阳离子型增强剂，当浆料的ζ电位变为正值后，纤维对添加剂的吸附会急剧降低，因此，为了获得纸张的高湿强度，采用双元聚合物系统，可取得显著的效果。如ＰＡＥ树脂和适量的阴离子型纤维素衍生物、聚丙烯　胺、羧基丁苯胶乳混合，在ＰＡＥ用量不变的情况下，能显著提高纸张的干、湿强度；或在强度基本不变的情况下，可降低ＰＡＥ树脂的用量，并提高纸张的助留助滤性，改善施胶度。 3.2　纤维原料? ?　 ＰＡＥ对不同种类浆料的湿增强效果是明显不同的，这与纤维原料的物理化学性质有关。一般情况下，ＰＡＥ树脂对木浆的湿强度效果可明显高于草浆和棉浆，用针叶木浆抄造的定量为40ｇ/ｍ2左右的纸页，其湿干强度比可达到30%或更高，而同样条件下用苇浆或棉浆抄造的纸页，其湿干强度比略低一些。??　??3.3　打浆方式和加入地点? ?　 随着打浆方式和打浆程度的不同，浆料中纤维的分丝和细纤维化程度不同，产生的细小纤维量也不同。一般来说，随着打浆度的提高，纤维的表面积增加，纤维对ＰＡＥ的吸附能力增大。所以在一定的打浆度范围内(20～60°ＳＲ)，成纸的干湿强度均随打浆度的提高而增加。? ?　 ＰＡＥ树脂一般应加在高位箱，ｐＨ