阳离子型苯丙乳液与阳离子分散松香施胶剂的协同作用

1、第20卷第6期2008年12月 造纸化学品阳离子型苯丙乳液与阳离子分散松香施胶剂的协同作用 吴宗华，翁景峥,陈少平(福建师范大学化学与材料学院,福建福州350007)摘要:考察了阳离子型苯丙乳液在含质量分数为10%剂的增效作用。实验结果表明,9： 1的混合乳液的施胶度(60s)而阳离子型苯丙乳液单独使用时没有施胶作 用。水性。关键词:;协同作用中图分类号:A文章编号:1007-2225(2008)06-0005-03Syn ergismofaCatio nicStyre ne/ButylAcrylateCopolymerEmulsio n an daCatio nicRos in Emulsi

2、o nWUZo ng2hua,WENGJi ng2zhe ng,CHENShao2p ing(CollegeofChemistrya ndMaterialScie nce,Fujia nN ormalU niversity,Fuzhou350007,Chi na) Abstract:Thepromoti ngeffectsofacatio nicstyre ne/butylacrylatecopolymeremulsio non the sizi ngefficacyofacatio nicrosi nemulsio nwerei nv estigatedo napulpco nta inin

3、 g10%ofCaCO 3.Theresultsshowthatthemixtureofthecopolymeremulsio nan dtherosi nemulsio nin amassratioof9 1exhibitsmuchlargersizin gefficacy(60s)tha ntherosi nemulsio ndoes(14s)atthesamedosage,whilethecopolymeremul sio nshows no sizi ngefficac y.I twasfo un dthatthecopolymeremulsio ncoulde nhan cethes

4、urfac echargede nsitya ndhydrophobicityoftherosi nemulsio n.Keywords:catio ni ccopolymeremulsio no fstyre nean dbutylacrylate;cati on icrosi nemulsio n; syn ergism世界造纸工业用施胶剂经过100多年的发展,现已进入多元化时代，阳离子分 散松香施胶剂具有对硫酸铝需求量小、pH适用范围广、无夏天施胶障碍和泡沫 少等特点，逐渐成为中性抄纸和白水循环123度高的抄纸系统的主要施胶剂品种。但是与AKD和ASA等合成中性施胶剂相比，阳离子松香施胶

5、剂在中性抄纸条件下存在着施胶效果差、用量大和竞争力小等问 题。为了提高分散松香施胶剂在中碱性造纸条件下的使用效率，彭立新等采用了松香4施胶剂与硫酸铝预先混和技术，徐清华等合成和考察了阳离子型苯丙无皂乳液的施胶增效作用。笔者在考察阳离子型苯丙乳液的表面施胶性能的基础上，进一步研究了阳离子分散松香施胶剂收稿日期:2008-07-16;定用日期:2008-08-12基金项目：福建省自然科学基金资助项目(E0510013)与阳离子型苯丙乳液在含质量分数为10%的CaCO3抄纸体系中的协同作用。1实验1.1原料阳离子分散松香施胶剂由企业提供，固含量为35%;将漂白桉木浆打浆至31°SR后 挤去

6、水分，冷藏备用；根据文献的方法合成了阳离子型苯丙乳液，按设计的质量比 将阳离子型苯丙乳液加入阳离子分散松香施胶剂后机械搅拌3min后得到二者的混合乳液;聚乙烯醇硫酸钾(PVSK),日本和光纯药工业株式会社；甲苯胺蓝(TBO),上海华东化工学院。? 6?造纸化学品第20卷1.2纸张的抄取称取一定量的湿纸浆，在改进的食品搅拌机内疏解1min后,每间隔1min依次加入 分散松香施胶剂与苯丙乳液的混合乳液、CaCO3和阴离子聚丙烯酰胺(APAM),用 自来水稀释后在抄片器上抄造定量为60g/m的纸页。湿纸页在105°C烘干10min,按stockigt法测定纸张施胶度。1.3乳液阳离子基团量

7、的测定取0.200g分散松香施胶剂与苯丙乳液的混合液，加水稀释至100mL,调节pH后以 甲苯胺蓝做指示剂，用已知浓度的PVSK溶液滴定至终点，乳液阳离子基团量按下 式计算。D=C1(V1-V0)/(m+M)式中:D阳离子基团量，浓,mmol/L;V1P,L;V0为滴定空白样消耗PVSK,L;m为阳离 子分散松香施胶剂的质量,g；M为苯丙乳液施胶增效剂的质量，g。1.4接触角的测 疋将分散松香施胶剂与苯丙乳液的混合液在清洁的玻璃片上制成膜后，在上海梭伦信 息有限公司生产的SL200B型接触角仪上测定蒸馏水在膜上形成水滴的接触角。 在RM中添加少量的阳离子型苯丙乳液后,RM的施胶效果大幅提高。用

8、量相同的 质量比为9 : 1的RM与SB的混合乳液可使纸页的施胶度达 60s。这是因为SB 是带有一定量阳离子基团的高聚物，且具有一定的乳化性能，它吸附在松香胶粒表 面上,使得胶粒表面阳电荷密度增大，提高了胶粒对碳酸钙的相容性和与纤维的结 合程度，从而使更多的松香胶粒留着在纸张纤维表面，因此纸页具有更好的抗水性 能。但是用量为 w()=0.5%的SB单独使用时,2固mm(SB)=9 ： 1,()AM)=0.04%条件 下，考察2结果与讨论2.1阳离子分散松香施胶剂与阳离子型苯丙乳液 图2 RM与SB混合乳液的用量对施胶度的影响由图 2的曲线显示,RM与SB混 合乳液的用量对施胶效果的影响较大。

9、当 RM与SB混合乳液的用量为0.2%时,纸页的施胶度为 0,当RM与SB混合乳液的用量大于0.3%后，纸页的施胶度迅速增大，用量为0.5% 时，施胶度达到60s。这可能是因为在含碳酸钙的抄纸体系中松香胶粒易失稳破 裂,RM与SB混合乳液的用量小时，残存的松香胶粒不足以覆盖纸页纤维表面，因此 纸张抗水性差。2.2 pH对乳液阳离子基团量的影响在固定m(RM) ： m(SB)=9 : 1条件下,考察体系pH对乳液阳离子基团量的影响，结 果见图3混合乳液的施胶效果图1为阳离子分散松香施胶剂(RM)与阳离子型苯丙乳液(SB)混合乳液的施胶效果。其中，混合施胶剂乳液用量为0.5%;w(CaC03)=1

10、0% (以 绝干浆为基准，下同);w(APAM)=0.04%图1 RM与SB的质量比对施胶度的影响由图1可见，在w(CaCO3)=10%的抄纸 体系中，阳离子分散松香施胶剂的施胶效果并不好，用量为w(RM)=0.5%时,纸页的 施胶度仅为14so但图3 pH对乳液阳离子 ，基 团量的影响第6期吴宗华,等：阳离子型苯丙乳液与阳离子分散松香施胶剂的协同作用? 7?由图3可见,RM的阳电离子基团量(电荷密度)随着pH的增大而迅速减小在pH大 于8后,乳液的电荷密度接近0,这是RM在中碱性抄纸条件下施胶效果差的原因之 一o RM与SB的混合乳液的电荷密度也随pH的增大而减小 但在pH=57之间 的变化

11、幅度小，尤其是在pH=7时的电荷密度远大于RM的电荷密度，这是RM与 SB混合乳液的施胶效果优于单独使用 RM的原因解释之一。2.3 RM与SB混合 乳液的接触角将RM以及RM与SB的混合乳液分别在玻璃片上形成膜，并测定蒸馏水在膜上形 成水滴的接触角，结果如图4和图5所示® 4 m(RM)：肌(SB) = 9 ： 1的混合乳液形成 的膜上水滴图5 RM乳液形成的膜上水滴RM乳液形成膜上的水滴接触角为44.37 ° RM与SB按质量比9 : 1共混后, 所形成膜上水滴的接触角为57.37 ° RM与SB混合乳液所形成胶膜的接触角较 RM的大，说明其胶膜的疏水性较 R

12、M的大，这是RM与SB混合乳液的施胶效果优 于RM的另一原因解释。3结论(1)在含质量分数为碳酸钙的抄纸体系中,;(2)阳离子苯丙乳液的加入使阳离子分散松香施胶剂的电荷密度在pH=57之间的变化幅度较小。阳离子苯丙乳液与阳离子分散松香施胶剂的混合乳液形成膜的疏水性大于阳离 子分散松香施胶剂形成膜的疏水性。参考文献：I IwasaH.NeutralrosinsizeJ.JapanTAPPI,1999,53(2):176-180.2张国运.阳离子 松香施胶剂的研究进展J中国造纸,2005,24(10):57-60.3吴宗华,陈少平，孙秀武，等.高分子乳化剂在分散松香胶中的功能J.中国造纸,2004

13、,23(9):18-20.4彭立新，王志杰.中碱性造纸中松香胶明矶 预混和工艺的研究J造纸科学与技术,2006,25(2):13-15.5徐清华,靳丽强，逢金荣，等.阳离子无皂乳 液的制备及其施胶增效作用J.中国造纸学报,2006,21 (3)56-59.6吴宗华，赖晓玲,陈少平,等.阳离子 型苯乙烯2丙烯酸酯共聚物乳液的表面施胶性能J.造纸化学品,2008,20(3)45,9.作者简介:吴宗华(19572),男，教授;研究方向：高分子界面科学及造纸助剂;E2mail:wuz on huafj nu 。 本文文献格式：吴宗华，翁景峥,陈少平.阳离子型苯丙乳液与阳离子分散松香施胶剂 的协同作用J.造纸化学品,2008,20(6):05-07.特种纸分技术委员会在浙江嘉兴成立10月中旬，全国造纸工业标准化技术委员会特种纸分技术委员会在嘉兴民丰特种 纸股份有限公司成立并开始正式运作。该委员会主要负责描图纸、电容纸和羊皮 纸等领域的国家标准制修订工作。第一届委员会由21名委员组成，他们来自浙江、四川、山东和云南等主要特种纸企业的高级工程师。特种纸分技术委员会将 及时跟踪国内外标准化发展动态，加大特种纸技术标准的研究力度，推进我国特