【碩士】反應型陽離子聚氨酯的合成及增強效果的研究

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　　【碩士】反應型陽離子聚氨酯的合成及增強效果的研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：浙江理工大學　　學位年度：2009　　由于森林資源的不足，使用木材纖維進行造紙已經(jīng)難以滿足人們的需要。造紙原料的缺V1促使世界把目光轉(zhuǎn)向了廢紙纖維。而隨著人們生活水平的提高，人們對紙張性能要求越來越高，因此，如何提高紙張的性能，成為了目前造紙行業(yè)關(guān)注的焦點，本實驗著重對提高強度性能方面進行了研究。　　水溶性聚氨酯是以水為分散介質(zhì)的二元體系，具有無毒、不污染環(huán)境的優(yōu)點。已被廣泛應用于人造革、粘合劑、彈性體等領(lǐng)域。鑒于聚氨酯用于紙張濕強劑的研究空白，本文嘗試對水性封閉聚氨酯進行探索性研究，將乳液進行紙張強度應用。　　本文選擇了甲苯2，4．二異氰酸酯(2，4．TDI)、聚L--醇(PEGl000)、MDEA(MDEA)、乙酰苯胺為主要原料，利用乙酰苯胺來對預聚體進行封閉，暫時保護活性基團_NCO，再通過MDEA對封閉預聚物進行擴鏈處理，引入陽離子基團并使其具備親水性，通過乙酸進行中和反應，制備水溶性陽離子聚氨酯乳液?！　? 探討了聚合過程中制備工藝條件中各因素對預聚體系和乳液粘度的影響，找出了實驗中較適宜的聚合工藝?！　? 通過正交實驗從原料單體用量、擴鏈劑用量、交聯(lián)指數(shù)等方面對聚合物產(chǎn)生的影響進行了探討，對實驗過程中不同階段的溫度進行選擇，此外還對封閉劑的添加方式、封閉劑的用量以及封閉時間進行了詳細的考察。系統(tǒng)分析了不同因素對聚合反應的影響原因，最終確定了合成過程中的適宜條件?！　? 本實驗確定的水性聚氨酯的制備條件是：反應前對原料進行脫水處理；確定攪拌強度150r／min；n(NCO)：n(OH)比值為3．0，預聚反應溫度為6512，預聚反應時間為75min；封閉反應溫度為7512，封閉反應時間因不同封閉劑用量而不同；擴鏈劑用量為2。4．TDI和PEGl000兩種單體質(zhì)量分數(shù)的4％，加料方式為將MDEA用丙酮稀釋為質(zhì)量分數(shù)的30％溶液，再將稀釋溶液滴加到反應體系內(nèi)，45rain滴完，反應溫度為40C；中和度選擇80％-100％：固含量選擇35％?！　? 此后進一步進行了應用性嘗試，確定了所生成乳液進行抄紙的適宜添加條件。本實驗適宜的濕部添加條件為：固化溫度110C，固化時間30min，制備濕強劑用量為0．8％-1％(相對絕干紙漿)?！　? 采用FTI鼢對聚合過程的跟蹤分析結(jié)果表明：發(fā)現(xiàn)封閉產(chǎn)物在2270cmJ和1728cm1附近仍然有很強烈的吸收峰存在，這表明封閉階段體系中消耗了一部分N=C=O，保留了另一部分異氰酸酯基團，C=O在1670cmJ-1755cmJ附近仍然具有很強烈的吸收峰。而擴鏈劑的添加，在2270cm-1處的異氰酸酯基團的吸收峰逐漸消失，這表明擴鏈過程中異氰酸酯基含量經(jīng)過擴鏈劑的作用消耗嚴重，而同時N—H的吸收峰在3180-3480cm。1處有較寬的吸收，C=O在1670cm1-1755cm。1附近仍然具有很強烈的吸收峰。同時也表明在后期應用中，一定的固化溫度和時間的作用能夠幫助異氰酸酯基團發(fā)生解封。通過SEM對紙張進行了微觀結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)添加了制備濕強劑的紙張的表面結(jié)構(gòu)比較致密，且形成了一層薄膜，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)是使紙張具有濕強度的一個重要原因?！　?

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