中性施胶剂ASA施胶机理的研究

论文摘要

造纸中性施胶剂ASA作为浆内施胶剂具有独特的应用优势：施胶成本低、施胶熟化快、适用pH值范围宽、施胶体系转换容易,甚至可与酸性施胶剂兼容。因而ASA备受关注,其施胶机理也引起人们的重视。传统的施胶机理认为：ASA分子结构中的长链碳烯基是良好的憎水基团,能覆盖在纤维表面的锥孔,达到抗水的目的,而ASA分子结构中的酸酐构成了反应型施胶剂的活性基团,它与纤维素上的羟基形成共价键结合而起固着作用。本论文主要针对ASA与纤维素上的羟基是否形成共价键进行了研究。本研究利用红外光谱技术检测ASA与不同的醇羟基模型物在不同的温度(70℃、90℃和105℃)、不同时间内的反应性,羟基模型物包括：乙醇、正丙醇、丙三醇、正丁醇、葡萄糖、纤维二糖和纤维素,然后采取非水滴定的方法量化了ASA与醇羟基之间的反应,研究结果发现：在给定的条件下,ASA与不同的醇羟基模型物都能发生酯化反应,包括纤维素；为了模拟造纸施胶的条件,在ASA与纤维二糖反应中加入了水,发现产物只有酸,没有酯生成；ASA与乙醇反应后,其转化率最高,可达到49%；与其他的醇羟基模型物反应,随着碳链的增长,ASA的转化率降低；与纤维二糖反应后转化率最低,其转化率还不到20%；同种模型物,随着温度的升高,ASA的转化率升高。本文还讨论了纤维素与不同酸酐模型物的反应性,首先利用红外检测技术定性分析纤维素与不同的酸酐模型物在不同温度(90℃和105℃)和不同反应时间内的反应性,酸酐模型物包括乙酸酐、丁二酸酐、顺丁烯二酸酐。然后利用酸碱滴定测定反应中酸酐的转化率,研究结果表明：纤维素与不同酸酐模型物反应后,红外检测发现都有酯存在,定量分析发现乙酸酐的转化率最高,丁二酸酐的转化率最低；纤维素的羟基活性不高,与较活泼的酸酐反应后,酸酐还有剩余。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 国内外造纸施胶的发展情况
• 1.2 中性施胶的特点与优势
• 1.3 中性施胶剂的种类
• 1.3.1 烷基烯酮二聚体（AKD）
• 1.3.2 烯基琥珀酸酐（ASA）
• 1.3.3 中（碱）性乳液松香施胶剂
• 1.3.4 石蜡类施胶剂
• 1.3.5 自定型阳离子施胶剂
• 1.4 ASA中性施胶剂
• 1.4.1 ASA的制备与性质
• 1.4.2 ASA的乳化
• 1.4.3 ASA的水解
• 1.4.4 ASA的施胶
• 1.4.5 ASA的施胶机理
• 1.5 论文的目的和研究的内容
• 1.5.1 论文的目的
• 1.5.2 研究内容
• 2 ASA与醇羟基化合物反应的定性研究
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 样品ASA红外吸收光谱图
• 2.4.2 ASA与乙醇反应
• 2.4.3 ASA与正丙醇的反应
• 2.4.4 ASA与正丁醇反应
• 2.4.5 ASA与丙三醇的反应
• 2.4.6 ASA与葡萄糖的反应
• 2.4.7 ASA与纤维二糖的反应
• 2.4.8 ASA与纤维素的反应性
• 2.5 本章总结
• 3 ASA与醇羟基化合物反应的定量研究
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验设备
• 3.3 实验方法与步骤
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 ASA与乙醇的反应
• 3.4.2 ASA与正丙醇的反应
• 3.4.3 ASA与丙三醇的反应
• 3.4.4 ASA与正丁醇的反应
• 3.4.5 ASA与葡萄糖的反应
• 3.4.6 ASA与纤维二糖的反应
• 3.4.7 70℃条件下ASA与羟基模型物的反应
• 3.4.8 90℃条件下ASA与羟基模型物的反应
• 3.4.9 105℃条件下ASA与羟基模型物的反应
• 3.5 本章总结
• 4 纤维素与酸酐模型物的反应性研究
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验设备
• 4.3 实验方法
• 4.4 纤维素与酸酐的定性分析
• 4.4.1 纤维素与乙酸酐的反应
• 4.4.2 纤维素与丁二酸酐的反应
• 4.4.3 纤维素与马来酸酐的反应
• 4.5 纤维素与酸酐的定量分析
• 4.5.1 纤维素与乙酸酐的反应
• 4.5.2 纤维素与丁二酸酐的反应
• 4.5.3 纤维素与马来酸酐的反应
• 4.6 本章总结
• 5 结论
• 6 展望
• 7 参考文献
• 8 论文发表情况
• 9 致谢