含氟丙烯酸酯共聚物的制备及性能研究

论文摘要

含氟丙烯酸酯共聚物是一类能够通过浆内施胶,表面施胶,涂布等方法处理纸张来达到纸张防油目的的聚合物。含氟共聚物处理纸张用量少,共聚物只在纤维上构成耐油屏障,阻挡油脂从表面向内部渗透,而不是在纸表面形成薄膜,因而能保持纸张的透气性、柔软度、强度、印刷性能、色泽等基本性能无变化。用含氟共聚物处理的纸张可以广泛地应用于食品包装、快餐包装盒和日常生活用品等方面。含氟共聚物的合成及应用已成为国内外学者们致力于研究的热门课题。论文首先以甲基丙烯酸甲酯等为主要单体,以2,2’-偶氮[2-（2-咪唑啉-2-基）丙烷]二氢氯化物为引发剂,以丙酮为溶剂制备了丙烯酸酯共聚物,对施加了该聚合物的纸张进行30s吸水性（Cobb值）的检测,证明所制备的丙烯酸酯共聚物具有较为出众的防水特性。以含氟丙烯酸酯单体为主要单体制备了含氟丙烯酸酯共聚物,利用红外光谱和激光粒度仪对此共聚物进行表征,研究了单体配比等对纸张防油性能的影响,考虑了反应温度、反应时间、引发剂用量等因素对共聚物转化率的影响,得出了一套制备含氟丙烯酸酯共聚物的合成方案。对合成的含氟丙烯酸酯共聚物进行浆内施胶研究,分析了纸浆的打浆度、纸张的紧度、助剂在纸浆中的停留时间及含氟丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯共聚物和助留剂的用量对纸张防油性能的影响,对进行浆内施胶前后的纸张进行SEM电镜分析,表明所制备的助剂是一种用量少、防油效果好的纸张防油剂。对合成的含氟丙烯酸酯共聚物进行表面施胶研究,考虑了含氟丙烯酸酯共聚物、阳离子淀粉、聚乙烯醇用量对表面施胶纸张防油性能的影响,检测了纸张表面强度、抗张强度、耐折度和耐破指数等性能,并对纸张进行SEM电镜分析。采用Oi Kit Test-TAPPI557国际通用测试法检测表明,当含氟丙烯酸酯共聚物用量0.6%,阳离子淀粉1.0%、聚乙烯醇0.8%时,纸张防油等级可达9级,纸张表面强度、抗张强度、耐折度和耐破指数分别提高45.2%、9.3%、22.2%和7.8%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 含氟化合物的发展现状及趋势
• 1.1.1 国外氟化工现状及发展趋势
• 1.1.2 我国氟化工现状及发展趋势
• 1.2 含氟化合物在造纸方面的应用
• 1.3 含氟化合物纸张防油剂的分类
• 1.4 含氟丙烯酸酯共聚物的合成
• 1.4.1 合成含氟丙烯酸酯共聚物所用的单体
• 1.4.2 溶液聚合法
• 1.4.3 乳液聚合法
• 1.5 含氟丙烯酸酯共聚物的防油机理
• 1.6 含氟丙烯酸酯共聚物在造纸工业上的应用
• 1.6.1 表面施胶法
• 1.6.2 浆内施胶法
• 1.7 纸张防油性能检测
• 1.8 本课题的研究内容
• 1.9 本课题的目的及意义
• 1.10 本课题的研究特色和创新之处
• 第二章 丙烯酸酯共聚物的合成及应用
• 2.1 丙烯酸酯共聚物的合成
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验设备及仪器
• 2.1.3 丙烯酸酯共聚物的合成
• 2.2 丙烯酸酯共聚物的应用
• 2.2.1 实验原料与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 检测手段
• 2.2.4 SEM电镜分析
• 2.3 丙烯酸酯共聚物的应用性能研究
• 2.3.1 打浆度对防水性能的影响
• 2.3.2 助剂停留时间对防水性能的影响
• 2.3.3 丙烯酸酯共聚物用量对防水性能的影响
• 2.3.4 助留剂用量对纸张防水性能的影响
• 2.3.5 扫描电镜分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 含氟丙烯酸酯共聚物的制备
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验设备及仪器
• 3.1.3 含氟丙烯酸酯共聚物的合成
• 3.1.4 含氟丙烯酸酯共聚物的表征
• 3.1.4.1 固含量及转化率的测定
• 3.1.4.2 傅立叶变换红外光谱分析
• 3.1.4.3 激光光散射粒度分析
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 实验原料的选择
• 3.2.1.1 单体的选择
• 3.2.1.2 溶剂的选择
• 3.2.1.3 引发剂的选择
• 3.2.1.4 其他原料的选择
• 3.2.2 单体配比对防油剂性能的影响
• 3.2.2.1 含氟丙烯酸酯单体用量对防油效果的影响
• 3.2.2.2 甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵用量对防油效果的影响
• 3.2.2.3 功能单体A用量对共聚物稳定性的影响
• 3.2.2.4 丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸十八酯用量的选择
• 3.2.3 反应条件对含氟丙烯酸酯共聚物合成的影响
• 3.2.3.1 反应温度对转化率的影响
• 3.2.3.2 反应时间对转化率的影响
• 3.2.3.3 引发剂用量对转化率的影响
• 3.2.4 含氟丙烯酸酯共聚物防油剂的表征
• 3.2.4.1 傅立叶变换红外光谱分析
• 3.2.4.2 激光光散射粒度分析
• 3.2.4.3 防油剂的稳定性分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 含氟丙烯酸酯共聚物的浆内施胶应用研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验设备及仪器
• 4.1.3 含氟丙烯酸酯共聚物的浆内施胶应用
• 4.1.3.1 纸浆的准备
• 4.1.3.2 抄片
• 4.1.4 浆内施胶的纸张表征
• 4.1.4.1 紧度测量
• 4.1.4.2 防油性能检测
• 4.1.4.3 扫描电镜分析
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 打浆度对纸张防油性能的影响
• 4.2.2 紧度对纸张防油性能的影响
• 4.2.3 助剂停留时间对纸张防油性能的影响
• 4.2.4 防油剂用量对纸张防油性能的影响
• 4.2.5 防水剂用量对纸张防油性能的影响
• 4.2.6 助留剂用量对纸张防油性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 含氟丙烯酸酯共聚物的表面施胶应用研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验原料
• 5.1.2 实验设备及仪器
• 5.1.3 含氟丙烯酸酯共聚物的表面施胶应用
• 5.1.3.1 原料准备
• 5.1.3.2 表面施胶实验
• 5.1.4 表面施胶的纸张表征
• 5.1.4.1 防油性能检测
• 5.1.4.2 纸张抗张强度的检测
• 5.1.4.3 纸张耐破强度的测定
• 5.1.4.4 纸张耐折度的测定
• 5.1.4.5 纸张印刷表面强度的测定
• 5.1.4.6 扫描电镜分析
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 防油剂用量对纸张防油效果的影响
• 5.2.2 阳离子淀粉用量对纸张防油效果的影响
• 5.2.3 聚乙烯醇用量对纸张防油效果的影响
• 5.2.4 表面施胶对纸张物理性能的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢