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该论文主要是对松香进行加成改性,使其与多元醇形成线性松香聚酯,考察不同的合成条件对松香酯的影响。并将其应用到中性施胶条件中,探索其最佳施胶条件及对纸页强度的影响。
实验结果表明,对于松香酯的合成,采用阶梯式升温可以减少醇损失量、有效的控制产物的分子量及产物的性能,使其能够较好的生成线性聚酯。而且采用0.4%的氯化亚锡用量作为催化剂在提高反应活性的同时,还可以防止产物氧化,降低产物色泽。另外,适当提高醇酸比可以加快反应速度,在醇酸比为1.15时,得到的松香酯无论是酸值还是分子量都是最佳的。
不同种类的醇对松香酯的施胶效果是不同的。采用长链的十八醇和松香反应得到的松香酯不仅分子量较低,而且施胶效率也不稳定。尽管其在pH=7.0处能够达到84s的最佳施胶度,但是超过这一pH值,施胶效率就会出现迅速下降的趋势,当pH=8.0时,几乎不能表现出积极的施胶效果。而pH值的变化对多元醇形成的聚酯影响不大,在中碱性条件下,松香乙二醇酯和松香二甘醇酯都能够达到80s以上的施胶度。同时,提高松香酯的分子量,可以扩大松香聚酯的施胶范围。
单一的乳化剂不能够满足松香酯的乳化要求。试验表明,在乳化能力上,阴离子型乳化剂>非离子乳化剂;复配乳化剂>单一乳化剂。经过原子力显微镜(AFM)扫描发现,采用自制的非离子乳化剂RLS和十二烷基苯磺酸钠复配得到的乳液颗粒分布均匀,粒径主要集中在200nm范围内,乳液效果较好。且乳化剂用量为6%时,乳化效果最佳,增大用量易造成施胶泡沫。
施胶实验结果表明,采用少量矾土与阳离子淀粉及CPAM组合作为复合型助留剂时,这几种施胶剂都适于在中性条件下施胶,其最佳施胶pH值为7.0。而且采用逆向施胶,平均施胶度可以较正相施胶提高10.6%。
浆种对施胶效果的影响顺序是:全苇浆>配抄浆(木浆+苇浆)>木浆。随着苇浆配比的增加,施胶效果改善。在苇浆:木浆=8:2、pH值为7.0时,对松香十八醇酯复合助留剂的适宜配比为:矾土1.0%(对浆,下同),阳离子淀粉1.0%、施胶剂1.0%、CPAM0.03%;松香乙二醇酯和松香二甘醇酯的最佳助留剂配比为:矾土1.0%、阳离子淀粉0.5%、施胶剂用量1.0%、CPAM0.02%。在此条件下手抄片的施胶度都可以达到85s以上。
填料的用量小于20%时,施胶效果没有明显的变化,超过这一用量,施胶效率迅速下降。同时,在105℃时熟化3h,施胶效果可以迅速提高到75s以上;室温下放置15天之后,施胶效率也能满足要求。
纸页的强度随着助留剂用量的增加而呈现出不同的变化。改变矾土用量可以使撕裂指数和耐破指数分别提高7.8%和10.1%,裂断长也增加了13%。阳离子淀粉用量改变对纸页强度影响最大,同不加阳离子淀粉的施胶系统相比,在1.0%的用量时,撕裂指数和裂断长分别提高了35.5%和16.9%。而改变施胶剂和CPAM的用量对强度影响不是很明显。综合来讲,pH值在7.0~7.5之间时,纸页的强度最好。