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聚乙烯胺(PVAm)作为增强剂可以促进纤维之间的氢键结合,从而提高成纸的抗张强度、耐破强度、撕裂强度和耐折度等强度指标。但由于PVAm在pH高的时候-NH2会质子化而影响其应用效果。因此,在PVAm中接枝引入同样作为增强剂的淀粉,可使-NH2受到诱导效应,电子云密度增加,更加有利于跟纤维之间的结合,增加成纸的强度。
本论文利用水溶液自由基引发聚合反应合成了一种低分子量的St-PVAm增强剂,研究了其最佳合成工艺条件及产品的结构,探讨了所合成的St-PVAm增强剂应用于漂白蔗渣浆的抄纸研究,同时,初步研究了St-PVAm对漂白蔗渣浆的助留助滤性能。研究结果表明:
1、以丙烯酰胺(AM)和木薯原淀粉为原料,采用水溶液自由基引发聚合反应合成St-PVAm增强剂的最佳合成工艺为:单体浓度10%,单体中AM与淀粉的质量之比为1:1.7,引发剂(KPS)浓度为0.20%,乳化剂浓度为0.14%,反应温度为55℃,反应时间3h,搅拌速度240r/min。
2、由凯氏氮测定仪和红外光谱测定仪分析结果表明,AM与淀粉接枝成功,且通过官能团的分析,确定合成的产物为目标产物St-PVAm。
3、将St-PVAm作为增强剂应用在漂白蔗渣浆中,其最佳应用工艺条件为:打浆度420SR,助剂添加量0.7%,增强剂与浆料混合时间为5min,浆浓2.0%,浆料pH值为7.0~8.0。与空白纸样对比,在最佳应用条件下添加St-PVAm增强剂后,纸张的各强度指标有大幅度的增加,其中抗张指数增加了18.8%,撕裂指数增加了47.4%,耐破指数增加了14.3%,增强效果明显。且与阳离子淀粉等其他增强剂相比,其应用经济成本相当。
4、通过扫描电镜对纸页表面和断面的分析,同时结合匀度分析结果表明,St-PVAm的加入改善了纸页成形,使纤维分散更均匀,有利于进一步改善纸张的强度。
5、将St-PVAm作为助留助滤剂应用在漂白蔗渣浆中,结果表明:St-PVAm适用于较宽的pH值范围,为7.0-9.0;添加量为0.8-1.0%;使用温度为65℃左右;在实验室条件下,添加St-PVAm后,浆料的首程留着率由72%-77%提高到88%-92%,滤水时间由50s减少到22-25s,具有较好的助留助滤效果。