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造纸中填料使用量的增加以及人们对纸张强度要求的提高,使得高效增强剂的开发一直是研究工作的重点之一。而化工产品所依赖的煤、石油、天然气等不可再生资源的储量已经不能满足经济发展的需要。因此,天然有机高分子化合物如纤维素、半纤维素、木素、蛋白质等的开发、研究和应用引起了国内外研究者的广泛关注。其中,纤维素具有储量丰富、可降解再生、对环境无污染、易衍生化等优势。以纤维素为骨架制备接枝共聚物作为造纸增强剂可为纤维素的高值化应用开辟新的途径。本论文以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为反应介质,研究了棉浆纤维素与阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和丙烯酰胺(AM)的均相可逆加成-断裂链转移自由基(RAFT)接枝共聚,并将阳离子接枝产物用作造纸增强剂。首先,棉浆溶解浆与酰化试剂2-氯-2-苯基乙酰氯(CPAC)在[Bmim]Cl/DMF中发生均相酰化反应,合成纤维素基大分子引发剂(Cell-CPAC),并通过FT-IR、 1H NMR和13C NMR对其进行了表征。研究了反应时间、反应温度、CPAC与葡萄糖单元(AGU)的摩尔比、纤维素浓度以及缚酸剂种类对Cell-CPAC取代度的影响,并分析了AGU上三个羟基反应活性的差异。结果表明,在反应时间为24 h、反应温度为35。C、CPAC与AGU的摩尔比为6：1、纤维素浓度为3%、吡啶为缚酸剂的条件下,Cell-CPAC的取代度最高,为1.114。另外,AGU上三个羟基的反应活性顺序为C6>C3>C2,并且纤维素与CPAC的酰化反应降低了纤维素的热稳定性。在DMF中,Cell-CPAC与二硫代苯甲酸(DTBA)发生取代反应,合成了纤维素基大分子链转移剂(Cell-CTA),并通过FT-IR和元素分析对其进行了表征。研究了反应时间、反应温度、DTBA与Cell-CPAC的摩尔比、Cell-CPAC的浓度以及缚酸剂种类对Cell-CTA取代度的影响。结果表明,合成Cell-CTA的最佳反应条件为：反应温度为40℃、反应时间为24 h、DTBA与Cell-CPAC的摩尔比为3：1、吡啶为缚酸剂、Cell-CPAC的浓度为1%。此时,Cell-CTA的取代度为1.071。另外,Cell-CPAC与DTBA的反应降低了Cell-CPAC的热稳定性。在均相反应体系[Bmim]Cl/DMF中,单体DMC和AM在偶氮二异丁腈(AIBN)的引发下被接枝到Cell-CTA上,合成了纤维素基阳离子接枝共聚物(Cell-g-DMC-AM),并通过FT-IR和1HNMR对其进行了表征。研究了反应温度、反应时间、Cell-CTA与AIBN的摩尔比、单体用量等对单体转化率以及Cell-g-DMC-AM的特性粘度、阳电荷密度、Zeta电位的影响。结果表明,最佳的反应条件为：Cell-CTA与AIBN的摩尔比为1：0.4、反应温度为60℃、反应时间为36 h时。热重分析表明,Cell-g-DMC-AM的热降解分为两个阶段,进一步证明了接枝聚合反应的成功。将Cell-g-DMC-AM应用于杨木碱性过氧化氢机械浆(APMP)中,研究了其对APMP的增强作用。探讨了反应温度、反应时间、Cell-g-DMC-AM用量、浆料体系的pH和剪切力对增强效果的影响,并对纸张进行了XRD和SEM分析。结果表明,Cell-g-DMC-AM可显著提高纸张的抗张指数、撕裂指数和纤维间的结合强度,但对纤维本身强度影响不大。Cell-g-DMC-AM作为APMP的阳离子增强剂的最佳条件为：体系温度40。C、作用时间10min、Cell-g-DMC-AM用量0.5%、体系pH为7、剪切力200 rpm。纸页的SEM图片表明,加入Cell-g-DMC-AM后纸页纤维的结合点增多,匀度提高。而Cell-g-DMC-AM的加入不会影响纸页的二次回用。