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新型改性聚丙烯酰胺助留剂的合成及应用

2021-08-18 来源:大同农业机械网

新型改性聚丙烯酰胺助留剂的合成及应用

周小周小凡,博士,副教授;主要研究方向:造纸湿部化学、纸和纸板的结构与性能和特种纸加工技术。

提键要:介绍了一种新型改性聚丙烯酰胺助留剂的合成方法,通过对该助留剂合成路线及反应条件的探讨,得出了该助剂合成的最佳工艺条件,并对该助剂进行了应用实验。

关键词:助留剂;聚氧化乙烯;改性聚丙烯酰胺;聚合;最佳工艺;应用

随着随着人们对资源和环保问题的日益重视,二次纤维在原料中所占比重越来越大,网下白水也要尽可能循环使用,这都导致水溶性和胶体性物质(DCS),如树脂、表面活性剂、细小纤维及木素碎片等在造纸湿部体系中大量积累,使体系的阴离子垃圾随之增多,传统的助留剂因对浆料化学介质十分敏感,在这种情况下就不能很好使用。于是开发适用于这类体系的新型助留剂成为必要。

随着值得注意的是,聚氧化乙烯(PEO)和酚醛树脂(PFR)组成的双元助留体系(PFR/PEO)在上述情况下能较好的使用,并具有下列优点:能在较宽的pH值范围内应用;对纸的匀度负面影响小;易通过变更体系中两组分配比来调整纸页匀度或提高填料留着率。但同时也发现,高分子量PEO抗剪切能力较弱,易受温度、水质等因素的影响,从而会导致大分子链断裂,因而降低了该体系的助留效果;并且因PEO在水中难溶解,与常用的PAM系列助留剂相比价格高等缺点,使其难以在生产中推广应用。而PAM虽然在含DCS较多的体系中助留效果不好,但因其价格便宜,耐剪切,得以在造纸工业中广泛应用。因此目前我国大多数纸厂仍普遍以PAM作助留剂。

随着PAM单体中含有双键,聚合物中含有大量酰胺基,化学性质非常活泼,根据不同要求,可制得各种类型的PAM系列产品。因此,尝试合成用PEO接枝的改性PAM,使其有类似PEO的助留效果,又能克服PEO的缺点,以便更好地在上述体系中使用。

1合合成方案

随着经过综合考虑,我们从合成该助剂的多种方案中选择了一条较为简单、可行的路线。合成方案具体可分作二步:

随着第一步:聚氧化乙烯单甲醚丙烯酸酯大单体的合成

随着由于丙烯酰氯化学性质活泼,活性较强,故用其与聚乙二醇单甲醚(PEGMM)反应制备大单体。

随着第二步:聚氧化乙烯接枝聚丙烯酰胺的合成

随着本实验中n取9、16和35。

2合原 料

随着(1)丙烯酰氯(自制)

随着(2)三乙胺:化学纯

随着(3)丙烯酰胺:进口分析纯

随着(4)聚乙二醇单甲醚(PEGMM),有n=9,16,35三种,南京金陵石化公司化工二厂提供

随着(5)硫酸钾:分析纯

随着(6)亚硫酸氢钠:分析纯

随着(7)二氯甲烷:化学纯

随着(8)甲苯:化学纯

3实实验方法

3.1聚聚氧化乙烯单甲醚丙烯酸酯大单体的合成

随着向装有温度计、滴液漏斗及回流冷凝管的500ml四口烧瓶中加入PEGMM、二氯甲烷溶剂和三乙胺,开动搅拌,在5~10℃的温度下,通过滴液漏斗将溶有丙烯酰氯的二氯甲烷溶液滴加至烧瓶中,然后在一定温度下反应。反应结束后,先用二氯甲烷萃取出大单体,再通过减压蒸馏除去二氯甲烷溶剂。

3.2聚大单体双键含量的测定

随着以溴加成法检测[1]。

3.3聚聚合反应

随着向装有搅拌、温度计和氮气导管的四口烧瓶中加入大单体、丙烯酰胺和去离子水,待体系内空气被氮气充分置换后,用过硫酸钾和亚硫酸氢钠作引发剂引发聚合。

3.4聚改性聚丙烯酰胺分子量的测定

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