随着我国经济的发展,造纸行业也迎来了众多商机,但同时也对造纸企业提出了更高的产品要求。受纤维原料、生产工艺等的制约,纸和纸板的表面强度、整饰性、印刷适性等指标普遍达不到使用要求,而表面施胶剂具有提高纸和纸板内部纤维间的结合强度,改善纸张表面强度、抗水性、印刷适应性等突出优点,并且不受抄纸水质、水温和pH值影响等特点,因此,研究开发纸和纸板表面施胶等化学品非常重要。 本实验研制了高效环保的合成乳液表面施胶剂,以苯乙烯(St),丙烯酸丁酯(BA),甲基丙烯酸等为主要原料,采用半连续种子乳液聚合法,合成了阴离子型乳液。得到最佳合成条件:m(St):m(BA)=52:16,乳化剂用量为4％,引发剂用量为0.4％,反应温度控制在78℃左右,反应时间为4h,甲基丙烯酸用量为2％,有机氟化物单体用量在3％～5％。 傅立叶红外光谱表明该施胶剂含有苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和氟单体等的链节。DSC分析得到该聚合反应生成的是无规则共聚物,而不是各均聚物的混合,玻璃化温度为66.34℃。粒径分布测量表明实验室合成的乳液粒径分布均一,集中在20～180nm之间,平均粒径为51.27nm。通过凝胶渗透色谱分析得到苯丙乳液聚合物的质均相对分子量为104710,分散系数为2.72。将实验合成表面施胶剂与淀粉复合应用于再生纸和卡纸表面施胶中,均取得了良好的应用效果。由扫描电镜照片可看出,纸样在施胶后,纤维编织得更加紧密,纸页孔隙度减小,纤维之间形成了连续的膜。在这层连续膜上,位于淀粉膜及纤维表面交界处的聚合物粒子,有力地支持淀粉膜固在纤维上。 本论文还初步讨论了原料苯乙烯纯度的变化对乳液聚合以及乳液施胶效果的影响。探讨了不同纯度苯乙烯所合成的苯丙胶乳(SAE-B)对再生纸(定量为58g/m2)和卡纸(定量为250g/m2)表面施胶效果的影响,总体看来,苯乙烯纯度降至95％左右时,施胶度和纸张的物理强度虽然略有下降,但其应用效果下降的程度仍在可接受范围内。