松香的酯化改性及在施胶方面的应用

论文摘要

对松香进行加成改性，使其与乙二醇合成线性松香聚酯。采用电热套加热和微波加热两种不同的加热方式分别合成线性松香酯。分别确定两种加热方式下的最佳合成工艺条件。比较两种产物的酯化条件，并确定最佳的酯化方法。将两种产物应用于中性施胶，探索最佳的施胶条件。实验结果表明，普通加热合成松香酯加热在氮气保护下最高温度为210℃，加热时间为11h，采用阶梯式升温曲线，以氯化亚锡为催化剂，同时可以起到抗氧化的作用，用量为0.4%。乙二醇跟松香酸的摩尔比为1.15。在此条件下，合成的松香酯氧化程度低，色泽成浅褐色透明状，且产物酸值较小，为63mg/g。微波加热合成松香酯在氮气保护条件下采用600W功率，加热时间为80min，选用0.8%的ZnO作为催化剂，1.0%羟甲氧基磺酸钠作为抗氧化剂，乙二醇跟松香酸的摩尔比为1.15。在此条件下，合成松香酯色泽呈浅褐色，氧化程度低，酸值小，可达到25mg/g。单一的乳化剂不能够满足松香酯的乳化要求。最终确定乳化剂为非离子型乳化剂OP-10和自制阳离子乳化剂松香酰氧羟丙基三乙基氯化铵按质量比为1：1复配，用量为10%，将用量为3%的阳离子淀粉和0.5%的CPAM复配作为助乳化剂，能够制备稳定的荧光乳白色的松香酯乳液，且乳化剂的用量不会对施胶效果造成大的影响。在此基础上，微波加热合成松香酯乳化可进一步优化，在其中配入40%的松香酸（相对于施胶剂总量），能达到更好的乳化效果。最终能得到阳离子型的稳定施胶剂乳液。实验结果表明，普通加热合成松香酯施胶剂的最佳施胶条件为：硫酸铝2.0%、施胶剂1.5%、CPAM0.04%、pH=6.5、逆向施胶、GCC20%、熟化时间2.5h（105℃），混合浆料40%为苇浆，60%为木浆，施胶度可到到90s。微波加热合成松香酯的最佳施胶条件为：硫酸铝1.5%、施胶剂1.5%、CPAM0.04%、pH=7.0、逆向施胶、GCC20%、熟化时间3h（105℃），混合浆料40%为苇浆，60%为木浆，施胶度可达到74s，在此基础上对对施胶条件优化，微波加热合成松香酯中复配40%的松香酸，施胶度可达到102s。微波加热是合成松香酯的有效方法，而且较普通加热能够大大缩短合成时间，能够加深松香酸的酯化程度。在应用过程中松香酯含量较高的施胶剂中需复配部分松香酸才能得到较好的施胶效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 造纸施胶剂概述
• 1.1.1 表面施胶
• 1.1.2 浆内施胶
• 1.1.2.1 概述
• 1.1.2.2 浆内施胶剂
• 1.1.3 浆内施胶剂发展现状
• 1.2 松香类施胶剂
• 1.2.1 松香概述
• 1.2.1.1 松香生产现状
• 1.2.1.2 松香消费现状
• 1.2.1.3 松香结构和性质
• 1.2.2 松香施胶剂的发展历程
• 1.2.2.1 皂化松香胶
• 1.2.2.2 分散松香胶
• 1.2.3 松香施胶影响因素
• 1.3 合成施胶剂
• 1.3.1 合成施胶剂 AKD
• 1.3.1.1 简介
• 1.3.1.2 AKD 施胶的主要影响因素
• 1.3.2 合成施胶剂烯基琥珀酸酐（ASA）
• 1.4 微波技术
• 1.4.1 微波概述
• 1.4.2 微波在化学反应中的应用
• 1.5 论文研究内容
• 1.5.1 实验基本路线
• 1.5.2 松香酯的合成
• 1.5.3 松香酯的乳化
• 1.5.4 松香酯及其乳液的表征
• 1.5.5 松香酯的应用
• 1.6 论文研究的目的和意义
• 第二章 实验
• 2.1 实验仪器及药品
• 2.1.1 试验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 松香原料分析
• 2.2.1 酸值的测定
• 2.2.2 皂化值的测定
• 2.2.3 不皂化物含量的测定
• 2.2.4 乙醇不溶物含量的测定
• 2.2.5 灰分的测定
• 2.3 松香酯的制备及合成条件的确定
• 2.3.1 线型松香酯的制备
• 2.3.1.1 马来松香的制备
• 2.3.1.2 马来松香的醇解
• 2.3.1.3 电热套加热松香酯的制备
• 2.3.1.4 微波加热松香酯的制备
• 2.3.2 升温曲线及升温方式的确定
• 2.3.3 催化剂用量及种类的确定
• 2.3.4 最佳酸醇比的确定
• 2.3.5 松香酯表征
• 2.4 松香酯的乳化及乳化条件的确定
• 2.4.1 松香酯的乳化
• 2.4.2 乳化剂种类的确定
• 2.4.3 乳化剂用量的确定
• 2.4.4 松香酯乳液的物理表征
• 2.4.4.1 乳液 pH 值的测定
• 2.4.4.2 乳液密度测定
• 2.4.4.3 采用 Burger 法测定乳液的离子型
• 2.4.4.4 泡沫性
• 2.4.4.5 稳定性
• 2.4.4.6 冷水分散性
• 2.4.4.7 固形物含量的测定
• 2.5 松香酯中性施胶及施胶条件的确定
• 2.6 纸页施胶度的测定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 原料松香分析
• 3.2 松香酯的合成
• 3.2.1 电热套加热方式下松香酯合成条件的确定
• 3.2.1.1 升温曲线的确定
• 3.2.1.2 催化剂种类的确定
• 3.2.1.3 催化剂用量的确定
• 3.2.1.4 醇酸比的确定
• 3.2.2 微波加热方式下松香酯合成条件的确定
• 3.2.2.1 微波功率的影响
• 3.2.2.2 加热时间对合成产物的影响
• 3.2.2.3 催化剂对产物的影响
• 3.2.2.4 抗氧化剂对产物的影响
• 3.3 松香酯乳化条件的确定
• 3.3.1 电热套加热条件下合成松香酯乳化条件的确定
• 3.3.1.1 乳化剂种类的确定
• 3.3.1.2 乳化剂用量的确定
• 3.3.1.3 乳液稳定剂对乳化效果的影响
• 3.3.2 微波加热条件下合成松香酯乳化条件的优化
• 3.3.3 松香酯乳液的表观物理表征
• 3.4 松香酯中性施胶及施胶条件的确定
• 3.4.1 正交实验初步确定施胶条件
• 3.4.1.1 电热套加热合成松香酯初步施胶条件的确定
• 3.4.1.2 微波加热合成松香酯初步施胶条件的确定
• 3.4.2 条件实验对初步施胶方案的优化
• 3.4.2.1 硫酸铝用量的确定
• 3.4.2.2 pH 值的确定
• 3.4.2.3 松香酯最佳用量的确定
• 3.4.2.4 CPAM 最佳用量的确定
• 3.4.2.5 施胶顺序对松香酯施胶的影响
• 3.4.2.6 阳离子淀粉用量对松香酯施胶的影响
• 3.4.2.7 填料对施胶效果的影响
• 3.4.2.8 熟化时间对施胶效果的影响
• 3.4.2.9 浆料种类对施胶效果的影响
• 3.4.2.10 微波加热合成松香酯施胶条件的优化
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录Ⅰ
• 附录Ⅱ