【碩士】反應(yīng)型陽離子聚氨酯的合成及增強(qiáng)效果的研究

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　　【碩士】反應(yīng)型陽離子聚氨酯的合成及增強(qiáng)效果的研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：浙江理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　由于森林資源的不足，使用木材纖維進(jìn)行造紙已經(jīng)難以滿足人們的需要。造紙?jiān)系娜盫1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(duì)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(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)著重對(duì)提高強(qiáng)度性能方面進(jìn)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(diǎn)。已被廣泛應(yīng)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(qiáng)劑的研究空白，本文嘗試對(duì)水性封閉聚氨酯進(jìn)行探索性研究，將乳液進(jìn)行紙張強(qiáng)度應(yīng)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(duì)預(yù)聚體進(jìn)行封閉，暫時(shí)保護(hù)活性基團(tuán)_NCO，再通過MDEA對(duì)封閉預(yù)聚物進(jìn)行擴(kuò)鏈處理，引入陽離子基團(tuán)并使其具備親水性，通過乙酸進(jìn)行中和反應(yīng)，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(duì)預(yù)聚體系和乳液粘度的影響，找出了實(shí)驗(yàn)中較適宜的聚合工藝?！　? 通過正交實(shí)驗(yàn)從原料單體用量、擴(kuò)鏈劑用量、交聯(lián)指數(shù)等方面對(duì)聚合物產(chǎn)生的影響進(jìn)行了探討，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中不同階段的溫度進(jìn)行選擇，此外還對(duì)封閉劑的添加方式、封閉劑的用量以及封閉時(shí)間進(jìn)行了詳細(xì)的考察。系統(tǒng)分析了不同因素對(duì)聚合反應(yīng)的影響原因，最終確定了合成過程中的適宜條件?！　? 本實(shí)驗(yàn)確定的水性聚氨酯的制備條件是：反應(yīng)前對(duì)原料進(jìn)行脫水處理；確定攪拌強(qiáng)度150r／min；n(NCO)：n(OH)比值為3．0，預(yù)聚反應(yīng)溫度為6512，預(yù)聚反應(yīng)時(shí)間為75min；封閉反應(yīng)溫度為7512，封閉反應(yīng)時(shí)間因不同封閉劑用量而不同；擴(kuò)鏈劑用量為2。4．TDI和PEGl000兩種單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的4％，加料方式為將MDEA用丙酮稀釋為質(zhì)量分?jǐn)?shù)的30％溶液，再將稀釋溶液滴加到反應(yīng)體系內(nèi)，45rain滴完，反應(yīng)溫度為40C；中和度選擇80％-100％：固含量選擇35％?！　? 此后進(jìn)一步進(jìn)行了應(yīng)用性嘗試，確定了所生成乳液進(jìn)行抄紙的適宜添加條件。本實(shí)驗(yàn)適宜的濕部添加條件為：固化溫度110C，固化時(shí)間30min，制備濕強(qiáng)劑用量為0．8％-1％(相對(duì)絕干紙漿)?！　? 采用FTI鼢對(duì)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(qiáng)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(tuán)，C=O在1670cmJ-1755cmJ附近仍然具有很強(qiáng)烈的吸收峰。而擴(kuò)鏈劑的添加，在2270cm-1處的異氰酸酯基團(tuán)的吸收峰逐漸消失，這表明擴(kuò)鏈過程中異氰酸酯基含量經(jīng)過擴(kuò)鏈劑的作用消耗嚴(yán)重，而同時(shí)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(qiáng)烈的吸收峰。同時(shí)也表明在后期應(yīng)用中，一定的固化溫度和時(shí)間的作用能夠幫助異氰酸酯基團(tuán)發(fā)生解封。通過SEM對(duì)紙張進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)添加了制備濕強(qiáng)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(qiáng)度的一個(gè)重要原因?！　?

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