【正文】 紙漿濃度降低，嚴(yán)重影響紙張的性能。 關(guān)鍵詞： PAE 樹(shù)脂；丙烯酸；改性；接枝共聚；固含量 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 II Abstract The paper is the necessities of life, in order to energy saving and environmental protection, the raw material of life paper in the paper industry has been gradually transformed from native wood pulp to waste paper pulp or the mixed use of virgin wood pulp and waste paper pulp. but the properties of paper will be greatly reduced. Polyamide epichlorohydrin (PAE) as a wet strength agent has very strong applicability, but its poor stability, anic chlorine content is high, low solid content and high price disadvantage restricts the wide use of PAE resin. The carboxyl group modification of PAE resin was modified with acrylic acid by etherification agent, acrylic grafted onto PAE resin. Mainly discusses the influence of modifier on solid content, effect of PAE solid content and the amount of acrylic acid on the grafting efficiency, and the modification of PAE resin was characterized by FTIR. The experimental results show that, the optimal graft copolymerization conditions of PAE resin with acrylic monomer: reaction time 80min, reaction temperature at70℃ , using ptoluene sulfonic acid as catalyst. FTIR of unsaturated ester carbonyl stretching vibration peak (Vc=o) andC (C=O) –O stretching vibration peak (VCOC), show the occurrence of graft copolymerization of PAE resin and acrylic monomers, and the ouble bond is not destroyed. High efficiency of grafting when acrylic acid in saturated PAE resin solid content is low, the graft efficiency of acrylic acid in a certain range will increase with the increasing proportion of alkyd. There is a certain degree of improve the solid content of the solid content of the modified PAE resin pared to the saturation of PAE resin. Keywords: PAE resin。 畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 題 目 改性濕強(qiáng)用 PAE 樹(shù)脂的性能研究 改性濕強(qiáng)用 PAE 樹(shù)脂的性能研究 the properties of modified PAE resin on wet strength 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè) 論文 I 摘 要 紙張是人們生活中的必需品，為了節(jié)能環(huán)保，目前造紙工業(yè)中抄造紙張的原材料 已經(jīng)從原生木漿轉(zhuǎn)化為廢紙漿與木漿配抄或者全為廢紙漿，但造出的紙張性能會(huì)大大降低。改性 PAE 樹(shù)脂的固含量較飽和 PAE 樹(shù)脂的固含量有一定程度的提高。一般非濕強(qiáng)紙被水飽和后 ,只能保留其干強(qiáng)度的 2%～ 10%左右 ,加入濕增強(qiáng)劑后紙張的濕強(qiáng)度可達(dá)到原紙干強(qiáng)度的20%～ 40%,現(xiàn)在已能抄造出濕強(qiáng)度超過(guò) 50%的紙品 [3] 。 但是，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中， PAE樹(shù)脂仍然存在一些不足，比如穩(wěn)定性差，武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)繼續(xù)反應(yīng)造成凝聚現(xiàn)象，當(dāng)溶液的 pH值大于 ，容易產(chǎn)生凝膠； 固含量較低，商業(yè)用 PAE濕強(qiáng)劑的固含量一般只有 %； 使用成本高 、 PAE樹(shù)脂中含有機(jī)氯 會(huì)對(duì)人體和環(huán)境造成一定的危害 。 一般認(rèn)為增濕強(qiáng)的機(jī)理 [810]主要有兩種：一種叫作保護(hù)機(jī)理，也叫均交聯(lián)或限制機(jī)理，該機(jī)理認(rèn)為濕強(qiáng)劑本身的特殊基團(tuán)發(fā)生互相反應(yīng)，形成的化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)會(huì) 在纖維周圍產(chǎn)生一個(gè)交錯(cuò)的鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。n H O O C ( C H 2 C H 2 ) 4 C O O H + n H 2 N ( C H 2 ) 2 N H ( C H 2 ) 2 N H 2H C ( C H 2 C H 2 ) 4OCHN ( C H 2 ) 2HN ( C H 2 ) 2OHN H +n 2 n H 2 O 圖 第二步，聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷（ PAE）樹(shù)脂的制備，合成的聚酰胺多胺 PPC與環(huán)氧氯丙烷以對(duì)甲基苯磺酸為催化劑進(jìn)行接枝共聚。由于其分子鏈上的酰胺基團(tuán)與紙纖維上的羥基形成大量的氫鍵締合，因此能夠賦予紙張很好的干拉伸強(qiáng)度 [16]。苯乙烯的價(jià)格低廉，能夠有效降低 PAE 樹(shù)脂單獨(dú)使用的成本。 作為抗水劑聚脲改性聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷的主要特點(diǎn)是不需要熟化期，固化迅速，成紙下機(jī)后就具有抗?jié)衲Σ列Ч?。但增效劑加量過(guò)大，則膠料成本高，一般為松香膠的 20%左右為宜。 結(jié)果表明，在 PAE樹(shù)脂成品中引入 9％ 的 CMC為最優(yōu)改性工藝；在此工藝條件下制備的改性 PAE樹(shù)脂用量為 %時(shí)，漿料的濾水性能最優(yōu)；在相同用量下(%)，與傳統(tǒng) PAE樹(shù)脂相比，添加改性 PAE樹(shù)脂所抄紙張的抗張指數(shù)提高約 22％，濕抗張指數(shù)提高約 19％ ，耐折度提高約 13％ ，撕裂指數(shù)提高約 5％ ，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度提高約 6％。該絮凝劑也能有效用于污水中木素及其他金屬離子的脫除。張國(guó)運(yùn) [25]等人采用廉價(jià)改性劑 M 替換部武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 分二乙烯三胺對(duì) PAE 樹(shù)脂進(jìn)行過(guò)程改性。但聚酰胺聚胺粘度過(guò)高則會(huì)影響最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性。 改性過(guò)后的 PAE為淡黃色粘稠液體，固含量為 %，粘度 為 ～ 在環(huán)氧氯丙烷和二乙烯三胺的摩爾比為 :1， PPC與前期水質(zhì)量比為 1： 1，反應(yīng)溫度為 65℃，反應(yīng)時(shí)間 3h的條件下，合成的不飽和 PAE樹(shù)脂的穩(wěn)定性增強(qiáng)。 改性反應(yīng)的方式有兩種：即溶液聚合和熔融聚合。 松香改性 PAE 樹(shù)脂 松香是一種性能良好的天然抗水劑和紙張施膠劑，松香對(duì) PAE 樹(shù)脂進(jìn)行改性，使加入的松香與部分已二酸反應(yīng)形成低聚物，其大量活性羧基與二乙烯三胺反應(yīng)形成聚合物，然后加入環(huán)氧氯丙烷制得最終產(chǎn)物。丙烯酸中羧基與 PAE 樹(shù)脂中的羥基進(jìn)行酯化反應(yīng)，將不飽和含有雙鍵的丙烯酸接枝到 PAE 樹(shù)脂上，增加 PAE 樹(shù)脂的不飽和度。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)藥品 表 實(shí)驗(yàn)藥品 藥品名稱 藥品規(guī)格 分子式 分子量 生產(chǎn)廠家 甲苯 4磺酸， 水 分析純 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 丙烯酸 化學(xué)純 C3H4O2 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司 實(shí)驗(yàn)儀器 表 實(shí)驗(yàn)儀器 儀器名稱 型號(hào) 生產(chǎn)廠家 電子天平 BSA124S 型 蒙多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 DF101S 型 武漢科爾儀器設(shè)備有限公司 電熱鼓風(fēng)干燥箱 101 型 北京市永光明醫(yī)療儀器廠 傅里葉紅外光譜儀 Nicolet 6700 美國(guó) 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)聚體 PPC 的合成 （ 1） 準(zhǔn)確稱量 己二酸和 （要求酸胺的摩爾比為 1:1）、對(duì)甲苯磺酸 、去離子水 3mL； （ 2） 將所稱試劑依次加入 50mL 三口燒瓶?jī)?nèi)，邊緩慢加入邊攪拌混合，待冷卻至室溫后，加熱升溫，冷凝回流，升溫至 180℃ ，保溫 ； （ 3） 保溫結(jié)束后，立即拆除冷凝回流裝置，打開(kāi) 三口燒瓶瓶塞，升溫至190℃ ，保溫 小時(shí)，使溶液小分子揮發(fā)完全； （ 4） 保溫結(jié)束后，開(kāi)始降溫冷卻，溫度達(dá)到 130℃ 時(shí)，依次加入去離子水（ 10mL 熱、 6mL 冷），攪拌混合均勻，測(cè)量溶液黏度； （ 5）繼續(xù)降溫至 75℃ 時(shí)，取下三口燒瓶，將溶液倒入燒杯內(nèi)，慢慢加入 70mL去離子水，調(diào)節(jié)產(chǎn)物固含量約 ％ 。再放入烘 箱中復(fù)烘 2h，然后冷切稱重，直至恒重為止M2。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 18 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 19 第三章 結(jié)果與討論 產(chǎn)品穩(wěn)定性 因?yàn)轸然男詣┲泻恤然然婋x形成羧酸根后，將可能與 PAE 樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中的伯胺基、仲胺基等中帶正電的氮 產(chǎn)生陰、陽(yáng)離子間的靜電吸附，形成聚離子錯(cuò)體而產(chǎn)生絮聚。 傅里葉紅外光譜圖分析 圖 飽和 PAE 樹(shù)脂傅里葉紅外光譜圖 聚酰胺環(huán)氧氯丙烷的紅外譜圖分析如下： NH， OH 多分子氫鍵締合吸收帶 ， 亞甲基上 CH 伸展峰 二級(jí)酰胺 C=O 伸縮振動(dòng)峰 二級(jí)酰胺 NH 彎曲振動(dòng)峰 cm1 CN 伸縮振動(dòng)峰 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)論文 21 圖 改性 PAE 樹(shù)脂傅里葉紅外光譜圖 丙烯酸改性 PAE 生成不飽和 PAE 的紅外譜圖分析如下： NH， OH 多分子氫鍵締合吸收帶 亞甲基上 CH 伸展峰 不飽和丙烯酸酯羰基伸 縮振動(dòng)峰（ν c=o） 二級(jí)酰胺 C=O 伸縮振動(dòng)峰 二級(jí)酰胺 NH 彎曲振動(dòng)峰 CN 伸縮振動(dòng)峰 ~ C C=O） O 伸縮振動(dòng)峰（ν coc） NH 伸縮面外彎曲振動(dòng)峰 對(duì)比以上兩圖，改性 PAE樹(shù)脂存在飽和 PAE樹(shù)脂的基本特征峰， NH， OH 多分子氫鍵締合吸收帶， 亞甲 基上 CH 伸展峰， 二級(jí)酰胺 C=O 伸縮振動(dòng)峰， 二級(jí)酰胺 NH 彎曲振動(dòng)峰， CN 伸縮振動(dòng)峰，說(shuō)明改性過(guò)后的 PAE 樹(shù)脂的基本結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化。固含量的比較表明改性 PAE 樹(shù)脂的固含量較飽和 PAE 樹(shù)脂的固含量有一定程度的提