活性自由基法制備聚丙烯酰胺及其應(yīng)用的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、我國森林資源匱乏,近年來大量采用廢紙漿和草漿來造紙,其纖維強度的先天不足使成紙的強度較低,因此使用干強劑來提高紙張強度一直是造紙工業(yè)研究的熱點之一。聚丙烯酰胺類造紙干強劑性能優(yōu)良且為環(huán)境友好型,是造紙行業(yè)應(yīng)用較多的化學(xué)助劑。目前,關(guān)于聚丙烯酰胺的合成,普遍采用自由基聚合法,該方法存在慢引發(fā)、快增長、容易發(fā)生不可逆的鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等缺點,使聚合反應(yīng)過程難以控制,影響合成產(chǎn)物的性能。
  可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合(RAFT)兼具

2、了自由基聚合和活性聚合的優(yōu)點,由于其獨特的反應(yīng)機理,能更好地實現(xiàn)對聚合反應(yīng)的控制。本文采用RAFT法制備了非離子聚丙烯酰胺(NPAM)和陽離子聚丙烯酰胺(CPAM),并對其作為干強劑應(yīng)用于紙頁中進行了研究。
  首先合成了鏈轉(zhuǎn)移劑二硫代苯甲酸芐酯(BDTB),運用傅里葉紅外光譜和核磁圖譜對其結(jié)構(gòu)和官能團進行分析,證明合成的BDTB與理論的BDTB結(jié)構(gòu)相符。
  其次研究了NPAM的合成條件及其作為干強劑對紙頁的增強效果。研究

3、結(jié)果表明:當(dāng)反應(yīng)溫度為80℃,引發(fā)劑用量為0.2%,轉(zhuǎn)移劑與引發(fā)劑摩爾比值為4∶1,聚合反應(yīng)時間為10h時合成的NPAM分子量較高。通過紅外光譜對合成產(chǎn)物進行了結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果顯示合成產(chǎn)物中含有羰基和酰胺基,證明了合成產(chǎn)物為NPAM。對NPAM作為干強劑應(yīng)用于紙頁的研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)NPAM添加量為0.6%、與漿料作用時間為10min時,增強效果較好,此時紙頁的抗張指數(shù)、耐折度和撕裂指數(shù)與空白樣相比,分別提高了26.71%,47.58%和19.

4、34%;NPAM對加填紙頁也有較好的增強效果,在NPAM添加量為0.6%時,加填紙頁的抗張指數(shù)、耐折度和撕裂指數(shù)分別比未添加NPAM的加填紙頁提高了23.71%、33.33%和15.67%;對不同漿種的應(yīng)用結(jié)果顯示NPAM對不同漿種的紙頁都有一定的增強作用,綜合分析對廢紙漿的增強效果較好。
  最后研究了CPAM的合成條件及其作為干強劑對紙頁的增強效果。研究結(jié)果表明合成CPAM較佳的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度85℃,引發(fā)劑用量0.4%,

5、轉(zhuǎn)移劑與引發(fā)劑摩爾比值為3∶1,DMDAAC與AM的摩爾比為4∶5,聚合反應(yīng)時間為8h。通過紅外光譜對合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進行了分析,結(jié)果顯示合成產(chǎn)物中含有羰基、酰胺基和季銨基等特征基團,證明合成產(chǎn)物為CPAM。CPAM作為干強劑應(yīng)用于紙頁的研究發(fā)現(xiàn):對不同pH漿料的應(yīng)用結(jié)果顯示CPAM在整個pH環(huán)境中對紙頁都有較好的增強效果;對不同漿種的應(yīng)用結(jié)果顯示CPAM對針葉木漿、闊葉木漿和廢紙漿都有一定的增強效果,其中對廢紙漿的增強效果較好;對不同個

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