乳液聚合物用于纸页增强的研究.doc
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乳液聚合物用于纸页增强的研究,摘 要随着世界经济的迅猛发展以及人们生活水平的提高，纸和纸板的生产及需求量呈大幅上升趋势。如何充分利用纤维资源，在原料强度低、纤维用量不变甚至是减少的情况下，抄造出强度性能更佳的纸或纸板，已成为人们日益关注的课题。造纸增强剂在造纸中的应用已经越来越广泛，特别是造纸湿强剂的应用和研究。但是还存...
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乳液聚合物用于纸页增强的研究
摘 要
随着世界经济的迅猛发展以及人们生活水平的提高，纸和纸板的生产及需求量呈大幅上升趋势。如何充分利用纤维资源，在原料强度低、纤维用量不变甚至是减少的情况下，抄造出强度性能更佳的纸或纸板，已成为人们日益关注的课题。
造纸增强剂在造纸中的应用已经越来越广泛，特别是造纸湿强剂的应用和研究。但是还存在一些问题，如：环境有害性、增强有限性、湿强有期限等。合成新型无污染、大幅度增强纸页强度、长久保持纸页抗水性的湿强剂，在造纸增强剂领域具有十分重要的意义。
本文以苯乙烯、烯丙基缩水甘油醚、异戊二烯为合成单体，利用乳液聚合的方法合成有效聚合物，用单因素分析法对合成聚合物的工艺参数及其配抄工艺进行优化，获得最佳的合成参数和配抄参数，采用红外分析、特殊官能团分析等方法对聚合物的结构进行了初步的探讨，将聚合物以传统的抄纸方式配抄到纸页中，测定了处理后的纸页的强度性能和抗水性能。
实验研究结果表明，由苯乙烯、烯丙基缩水甘油醚、异戊二烯合成的聚合物具有使纸页强度增强的性能。通过不同聚合条件下的聚合物用于纸页增强的研究，反应最佳单体摩尔比为，苯乙烯：烯丙基缩水甘油醚：异戊二烯=1：1：1；最佳合成温度为70℃，最佳反应时间为5h；聚合物在纸页中的添加量在小于1.0%时，添加量越大，纸页的强度越好；在固化时间小于150s时，紫外固化时间越长，纸页的湿抗张强度越大，而耐破度和抗张强度先增加，后趋向于稳定。在最佳条件下，纸页的耐破度可提高55.5%，干抗张强度提高55.8%，湿抗张强度提高460.0%。聚合物中含有约0.0056020mol/g的线性碳碳双键和0.0042438mol/g的环氧基团。
关键词：聚合物；乳液聚合；纸页增强剂；环氧基；紫外固化
Abstract
With the development of world economy and the improvement of People's living standards, the need of paper and cardboard production showed a significant upward trend. How to make full use of fiber, using the Low-intensity material and low fiber content, to make paper or cardboard which with better strength properties, has become a growing concern.
Paper enhancer has become increasingly widespread in Papermaking, especially in applications and research of wet strength agent. But there face some problems need to solve, such as: harmful to the environment, the limited increased in wet strength and deadlines of wet strength. Synthesize a new pollution-free; substantially enhance the sheet strength, long water resistant wet strength agent, set great significance to the field of reinforcing agent in the paper.
In this paper, styrene, ally ether and isoprene be used as monomer for the synthesis, the effective use of emulsion polymers synthesized, synthesize polymers with Emulsion polymerization method. Using Single factor analysis to optimize the technological parameters and papermaking processes, finally get the best synthesis parameters and papermaking parameters, using infrared analysis, the special functional group analysis and so on to preliminary study the structure of the polymer. Then making paper in a traditional way with the polymers, and testing strength properties and water resistance of the paper.
Experimental results show that the polymers synthesized by using styrene, ally ether and isoprene can enhanced the performance of sheet strength. By studying different Polymerization conditions, showed that the best Monomer molar ratio is styrene: ally ether: isoprene = 1:1:1; best synthesis temperature 70 ℃, the optimum reaction time was 5 hours; the more polymers used the better strength the sheet get when the added amount of polymers is less than 1.0%; the longer UV curing wet sheet tensile strength the better when the curing time is less than 150s, while the bursting and tensile strength first increased, then tended to stabilize. Under optimal conditions, the page bursting of paper can increase 55.5%, dry tensile strength increased 55.8%, wet tensile strength increased by 460.0 percent. Polymer contains about 0.0098458mol / g of linear carbon-carbon double bond and 0.0042438mol / g of the epoxy group.
Key words: polymer; polymerization; sheet enhancer; epoxy group; UV curing
目 录
摘要
Abstract
第一章 绪论 3
1.1 研究背景 1
1.1.1 造纸行业的发展及现状 1
1.1.2 增强剂在造纸中的应用 2
1.2 纸页增强原理 3
1.3 聚合物合成机理 4
1.3.1 自由基聚合 5
1.3.2 离子聚合 5
1.4 课题研究的创新点及意义 5
1.5 课题的主要研究内容 6
第二章 实验部分 7
2.1 引言 7
2.2 实验材料与仪器设备 7
2.2.1 实验材料 7
2.2.2 实验仪器设备 8
2.3 实验方法 8
2.3.1 聚合物的合成 8
2.3.2 聚合物作为增强剂配抄纸页 9
2.3.3 紫外光固化 9
2.3.4 纸页强度性能分析 9
2.3.5 聚合物的破乳提纯 10
2.3.6 聚合物环氧基团测定法 10
2.3.7 聚合物不饱和度测定法 11
2.3.8 聚合物结构性能分析 11
第三章 结果讨论 11
3.1 聚合物单体的选择 11
3.2 聚合物合成条件的确定 12
3.3 聚合物主要官能团分析 13
3.4 聚合物具有增强纸页强度性能的初步探讨 17
3.5 聚合物合成工艺的优化 19
3.4.1 聚合反应用料比例对纸页强度性能的影响 19
3.4.2 聚合反应时间对纸页强度性能的影响 22
3.4.3 聚合反应温度对纸页强度性能的影响 25
3.4.4 聚合物配抄纸页用料对纸页强度性能的影响 28
3.6 紫外光固化时间优化 31
第四章 结论与展望 34
4.1 结论 34
4.2 实..
摘 要
随着世界经济的迅猛发展以及人们生活水平的提高，纸和纸板的生产及需求量呈大幅上升趋势。如何充分利用纤维资源，在原料强度低、纤维用量不变甚至是减少的情况下，抄造出强度性能更佳的纸或纸板，已成为人们日益关注的课题。
造纸增强剂在造纸中的应用已经越来越广泛，特别是造纸湿强剂的应用和研究。但是还存在一些问题，如：环境有害性、增强有限性、湿强有期限等。合成新型无污染、大幅度增强纸页强度、长久保持纸页抗水性的湿强剂，在造纸增强剂领域具有十分重要的意义。
本文以苯乙烯、烯丙基缩水甘油醚、异戊二烯为合成单体，利用乳液聚合的方法合成有效聚合物，用单因素分析法对合成聚合物的工艺参数及其配抄工艺进行优化，获得最佳的合成参数和配抄参数，采用红外分析、特殊官能团分析等方法对聚合物的结构进行了初步的探讨，将聚合物以传统的抄纸方式配抄到纸页中，测定了处理后的纸页的强度性能和抗水性能。
实验研究结果表明，由苯乙烯、烯丙基缩水甘油醚、异戊二烯合成的聚合物具有使纸页强度增强的性能。通过不同聚合条件下的聚合物用于纸页增强的研究，反应最佳单体摩尔比为，苯乙烯：烯丙基缩水甘油醚：异戊二烯=1：1：1；最佳合成温度为70℃，最佳反应时间为5h；聚合物在纸页中的添加量在小于1.0%时，添加量越大，纸页的强度越好；在固化时间小于150s时，紫外固化时间越长，纸页的湿抗张强度越大，而耐破度和抗张强度先增加，后趋向于稳定。在最佳条件下，纸页的耐破度可提高55.5%，干抗张强度提高55.8%，湿抗张强度提高460.0%。聚合物中含有约0.0056020mol/g的线性碳碳双键和0.0042438mol/g的环氧基团。
关键词：聚合物；乳液聚合；纸页增强剂；环氧基；紫外固化
Abstract
With the development of world economy and the improvement of People's living standards, the need of paper and cardboard production showed a significant upward trend. How to make full use of fiber, using the Low-intensity material and low fiber content, to make paper or cardboard which with better strength properties, has become a growing concern.
Paper enhancer has become increasingly widespread in Papermaking, especially in applications and research of wet strength agent. But there face some problems need to solve, such as: harmful to the environment, the limited increased in wet strength and deadlines of wet strength. Synthesize a new pollution-free; substantially enhance the sheet strength, long water resistant wet strength agent, set great significance to the field of reinforcing agent in the paper.
In this paper, styrene, ally ether and isoprene be used as monomer for the synthesis, the effective use of emulsion polymers synthesized, synthesize polymers with Emulsion polymerization method. Using Single factor analysis to optimize the technological parameters and papermaking processes, finally get the best synthesis parameters and papermaking parameters, using infrared analysis, the special functional group analysis and so on to preliminary study the structure of the polymer. Then making paper in a traditional way with the polymers, and testing strength properties and water resistance of the paper.
Experimental results show that the polymers synthesized by using styrene, ally ether and isoprene can enhanced the performance of sheet strength. By studying different Polymerization conditions, showed that the best Monomer molar ratio is styrene: ally ether: isoprene = 1:1:1; best synthesis temperature 70 ℃, the optimum reaction time was 5 hours; the more polymers used the better strength the sheet get when the added amount of polymers is less than 1.0%; the longer UV curing wet sheet tensile strength the better when the curing time is less than 150s, while the bursting and tensile strength first increased, then tended to stabilize. Under optimal conditions, the page bursting of paper can increase 55.5%, dry tensile strength increased 55.8%, wet tensile strength increased by 460.0 percent. Polymer contains about 0.0098458mol / g of linear carbon-carbon double bond and 0.0042438mol / g of the epoxy group.
Key words: polymer; polymerization; sheet enhancer; epoxy group; UV curing
目 录
摘要
Abstract
第一章 绪论 3
1.1 研究背景 1
1.1.1 造纸行业的发展及现状 1
1.1.2 增强剂在造纸中的应用 2
1.2 纸页增强原理 3
1.3 聚合物合成机理 4
1.3.1 自由基聚合 5
1.3.2 离子聚合 5
1.4 课题研究的创新点及意义 5
1.5 课题的主要研究内容 6
第二章 实验部分 7
2.1 引言 7
2.2 实验材料与仪器设备 7
2.2.1 实验材料 7
2.2.2 实验仪器设备 8
2.3 实验方法 8
2.3.1 聚合物的合成 8
2.3.2 聚合物作为增强剂配抄纸页 9
2.3.3 紫外光固化 9
2.3.4 纸页强度性能分析 9
2.3.5 聚合物的破乳提纯 10
2.3.6 聚合物环氧基团测定法 10
2.3.7 聚合物不饱和度测定法 11
2.3.8 聚合物结构性能分析 11
第三章 结果讨论 11
3.1 聚合物单体的选择 11
3.2 聚合物合成条件的确定 12
3.3 聚合物主要官能团分析 13
3.4 聚合物具有增强纸页强度性能的初步探讨 17
3.5 聚合物合成工艺的优化 19
3.4.1 聚合反应用料比例对纸页强度性能的影响 19
3.4.2 聚合反应时间对纸页强度性能的影响 22
3.4.3 聚合反应温度对纸页强度性能的影响 25
3.4.4 聚合物配抄纸页用料对纸页强度性能的影响 28
3.6 紫外光固化时间优化 31
第四章 结论与展望 34
4.1 结论 34
4.2 实..
