疏水性丙烯酸树脂的制备与性能

论文摘要

采用丙烯酸树脂制备的纸张防水剂是一类可通过浆内施胶、表面施胶等方法处理纸张来达到纸张防水目的的聚合物。防水剂成膜性好，防水效果好，可固定于纤维表面或浸透到内部而固着，从而起到疏水效果，同时保持纸张的透气性、柔软性、强度、印刷性能、色泽等基本性能无变化。在疏水性纸张如照相纸、地图纸、高档标签纸、特种包装纸、一次性纸餐具等中具有良好的应用前景。以丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯等为主要单体，采用乳液聚合的方法制备了丙烯酸树脂，利用红外光谱对其进行了表征，选择了丙烯酸树脂改性方法，研究了单体配比等因素对聚合物防水性能的影响，并考察了反应温度、反应时间、引发剂用量等因素对聚合物转化率的影响，并测试了乳液的稳定性，最后得出一套最佳的丙烯酸树脂生产工艺。将丙烯酸树脂纸张防水剂通过浆内施胶的方法添加到纸张内部，研究了防水剂用量、助留剂用量、打浆度、停留时间等对纸张防水性能的影响，并用渗透法和接触角法综合对纸张的防水性能进行测试，并对纸张施胶前后进行SEM电镜分析。结果表明当防水剂用量为5%、助留剂用量1.2%，打浆度32°SR、停留时间9min时，纸张试样的渗透时间超过24小时，接触角为101.04o，纸张表现出良好的防水性能，可满足特种纸张疏水性能的要求。用做表面施胶剂处理纸张时具有用量少，效果明显，留着率高等优点。将丙烯酸树脂纸张防水剂通过表面施胶的方法处理纸张，研究了防水剂用量、聚乙烯醇用量、阳离子淀粉用量对纸张防水性能的影响，采用渗透法和接触角法对纸张的防水性能进行综合评价，并对施胶前后纸张的物理性质进行了考察，最后对纸张施胶前后进行SEM电镜分析。结果表明当防水剂用量为0.8%、聚乙烯醇用量为2.0%、阳离子淀粉用量为1.5%时纸张具有优异的疏水性能。纸张耐破指数、拉伸强度、撕裂度和耐折度等物理性能分别提高了78.2%、100.9%、50.0%和860%，透气度降低了44.7%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 丙烯酸树脂概述
• 1.1.1 合成丙烯酸树脂单体及分类
• 1.1.2 疏水性丙烯酸树脂现状及发展趋势
• 1.1.3 疏水性丙烯酸树脂造纸方面的应用
• 1.2 丙烯酸树脂的合成
• 1.2.1 常见的丙烯酸树脂改性方法
• 1.2.1.1 有机硅改性丙烯酸树脂
• 1.2.1.2 氟改性丙烯酸树脂
• 1.2.1.3 各种乙烯基单体改性
• 1.2.1.4 共聚改性
• 1.2.1.5 纳米改性
• 1.2.2 合成方法
• 1.3 疏水性丙烯酸树脂防水机理
• 1.4 丙烯酸树脂处理纸张方法及性能检测
• 1.4.1 浆内施胶法
• 1.4.2 表面施胶法
• 1.4.3 纸张防水性能检测
• 1.5 本课题的研究内容
• 1.5.1 丙烯酸树脂在纸张方面的研究
• 1.6 本课题的目的及意义
• 1.7 本课题的研究特色和创新之处
• 第二章 丙烯酸树脂纸张防水剂的制备
• 2.1 丙烯酸树脂纸张防水剂的合成
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验设备及仪器
• 2.1.3 防水剂的合成
• 2.1.4 防水剂的表征
• 2.1.4.1 固含量及转化率的测定
• 2.1.4.2 傅里叶变换红外光谱
• 2.1.4.3 激光光散射粒度分析
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 实验原料的选择
• 2.2.1.1 单体的选择
• 2.2.1.2 引发剂的选择
• 2.2.1.3 单体配比对防水性能的影响
• 2.2.2 反应条件对疏水性丙烯酸树脂合成的影响
• 2.2.2.1 反应温度对转化率的影响
• 2.2.2.2 反应时间对转化率的影响
• 2.2.2.3 引发剂用量对转化率的影响
• 2.2.3 疏水性丙烯酸树脂纸张防水剂的表征
• 2.2.3.1 傅里叶变换红外光谱分析
• 2.2.3.2 激光光散射粒度分析
• 2.2.3.3 防水剂的稳定性分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 疏水性丙烯酸树脂纸张防水剂的浆内施胶应用研究
• 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 丙烯酸树脂纸张防水剂的浆内施胶应用
• 3.1.3.1 纸浆的准备
• 3.1.3.2 抄片
• 3.1.4 丙烯酸树脂浆内施胶的表征
• 3.1.4.1 纸张防水性能检测
• 3.1.4.2 扫描电镜分析
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 打浆度对纸张防水性能的影响
• 3.2.2 助剂停留时间对纸张防水性能的影响
• 3.2.3 防水剂用量对纸张防水性能的影响
• 3.2.4 助留剂用量对纸张防水性能的影响
• 3.2.5 紧度对纸张防水性能的影响
• 3.2.6 纸张防水性能测定
• 3.2.7 不同吸收时间下可勃值的测定
• 3.2.8 渗透性能测定
• 3.2.9 接触角测试
• 3.2.10 扫描电镜分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 疏水性丙烯酸树脂纸张防水剂的表面施胶应用研究
• 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 丙烯酸树脂纸张防水剂的表面施胶应用
• 4.1.3.1 原料准备
• 4.1.3.2 表面施胶实验
• 4.1.4 表面施胶的纸张防水性能测定
• 4.1.5 纸张在施胶前后的物理性质的变化
• 4.1.5.1 纸张抗张强度的测定
• 4.1.5.2 纸张耐破指数的测定
• 4.1.5.3 纸张耐折度的测定
• 4.1.5.4 纸张撕裂强度的测定
• 4.1.5.5 纸张透气度的测定
• 4.1.6 扫描电镜分析
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 防水剂用量对纸张防水性能的影响
• 4.2.2 阳离子淀粉用量对纸张防水性能的影响
• 4.2.3 聚乙烯醇用量对纸张防水性能的影响
• 4.2.4 表面施胶后纸张的性能变化
• 4.2.4.1 施胶后纸张接触角测定
• 4.2.4.2 施胶后纸张渗透性测定
• 4.2.4.3 施胶后纸张的物理性能
• 4.2.5 施胶前后纸张扫描电镜分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录