CN103437239A - 一种木纤维纸浆的有机化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种木纤维纸浆的有机化处理方法，属于纸浆表面处理技术的领域，所述方法包括制浆、表面包覆、化学接枝的步骤，所述化学接枝的步骤为将木纤维桨板经过制浆和表面包覆步骤得到的纸浆、K2S2O8、NaHSO3与水混匀，20～30℃搅拌10min，搅拌后加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，50～80℃、120～180r/min回流1.5～3h，反应后水洗、过滤、抽提、水洗、过滤、烘干，本发明有益效果为采用硅烷偶联剂对木纤维纸浆进行二次处理，有利于提高甲基丙烯酸缩水甘油酯与纤维素的接枝率，使接枝反应更稳定。

Description

一种木纤维纸浆的有机化处理方法
技术领域
本发明涉及一种木纤维纸浆的有机化处理方法，属于纸浆表面处理技术的领域。
背景技术
随着天然植物纤维应用日益广泛，通过适当的方法对纤维进行表面改性以满足纤维各方面的应用显得尤为重要。天然植物纤维主要由纤维素组成，纤维素上大量羟基的存在使其大分子之间、纤维素和水分子之间以及纤维素内部都存在大量的氢键，使纤维表面具有强的极性和吸水性。利用某种途径抑制水分对纤维素性能劣化的影响，以得到低吸水率纤维材料为进一步制备高绝缘纸提供了技术支持。
发明内容
本发明通过采用表面包覆和化学接枝联用技术对木纤维纸浆进行有机化处理，使木纤维纸浆吸水率大幅降低，为进一步制备绝缘纸提供了技术支持。
本发明提供了一种木纤维纸浆的有机化处理方法，所述方法包括制浆、表面包覆、化学接枝的步骤，所述化学接枝的步骤为将木纤维桨板经过制浆和表面包覆步骤得到的纸浆、K2S2O8、NaHSO3与水混匀，20～30℃搅拌10min，搅拌后加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，50～80℃、120～180r/min回流1.5～3h，反应后水洗、过滤、抽提、水洗、过滤、烘干；
所述木纤维桨板、K2S2O8、NaHSO3、水、甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100：（8～12）：（6.4～9.6）：（500～1000）：（40～70）。
本发明所述化学接枝的步骤优选为将木纤维桨板经过制浆和表面包覆步骤得到的纸浆、K2S2O8、NaHSO3与水混匀，20～30℃搅拌10min，搅拌后加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，60～70℃、120～180r/min回流2～2.5h，反应后水洗、过滤、抽提、水洗、过滤、烘干；
所述木纤维桨板、K2S2O8、NaHSO3、水、甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100：（10～12）：（8～9.6）：（500～1000）：（50～60）。
本发明所述木纤维桨板、K2S2O8、NaHSO3、水、甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比最优选为100：10：8：500：50。
本发明所述甲基丙烯酸缩水甘油酯，同时含有双键和环氧基两个官能团，使其有三种方式介入聚合：一、乙烯聚合时，使支链含环氧基；二、环氧基开环聚合时，使支链含有乙烯基；三、与含活泼氢化合物反应时，环氧基开环成链。利用三种方式的任意一种，可改变聚合物性质。所以，选择甲基丙烯酸缩水甘油酯与木纤维纸浆进行化学接枝，反应效率高，产物稳定、可靠。
本发明所述制浆的步骤优选为将木纤维桨板粉碎后用质量分数为8%的NaOH溶液浸泡2h，浸泡后洗至中性、烘干；
所述木纤维桨板与NaOH溶液质量比为1：（5～10）。
本发明所述表面包覆的步骤优选为将木纤维桨板经过制浆步骤得到的纸浆、乙醇水溶液与硅烷偶联剂混匀，调pH值至3～5，60～80℃、100～150r/min回流1.5～2.5h，反应后洗至中性、过滤、烘干；
所述木纤维桨板、乙醇水溶液、硅烷偶联剂的质量比为100：（500～1000）：（2.5～5）。
本发明所述木纤维桨板、乙醇水溶液、硅烷偶联剂的质量比进一步优选为100：（500～1000）：（2.5～4）。
本发明所述木纤维桨板、乙醇水溶液、硅烷偶联剂的质量比最优选为100：500：3。
本发明所述乙醇水溶液的乙醇与水质量比优选为95：5。
本发明所述硅烷偶联剂优选为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基型硅烷偶联剂。
本发明有益效果为：
①采用硅烷偶联剂对木纤维纸浆进行二次处理，有利于提高甲基丙烯酸缩水甘油酯与纤维素的接枝率，使接枝反应更稳定；
②采用甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝纸浆，键合稳定，得到的纸浆吸水率大幅降低，表面处理寿命长，不随外界条件变化而变化。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述接枝率的计算公式为：
接枝率=（步骤③得到的纸浆质量－步骤②得到的纸浆质量）/步骤②得到的纸浆质量×100%
下述吸水率的计算公式为：
吸水率=吸水量/步骤③得到的纸浆质量×100%
备注：吸水量=步骤③得到的纸浆室温浸水2h后的质量－步骤③得到的纸浆质量
实施例1
一种木纤维纸浆的有机化处理方法：
①制浆：将100g的粉碎后加拿大针叶木纤维桨板在500ml质量分数为8%的NaOH溶液中室温浸泡2h，用去离子水洗至中性、烘干。
②表面包覆：向步骤①得到的纸浆加入500ml的乙醇水溶液和3g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基型硅烷偶联剂混匀，调pH值至3，60℃、120r/min回流2h，搅拌后用乙醇洗、水洗至中性、抽滤、烘干；
所述乙醇水溶液的乙醇与水质量比为95：5。
③化学接枝：向步骤②得到的纸浆加入12g的K2S2O8、9.6g的NaHSO3和500ml的去离子水混匀，30℃搅拌10min，搅拌后加入50g的甲基丙烯酸缩水甘油酯，60℃、150r/min回流2h，25℃水洗去未反应物和均聚物、抽滤、在索氏提取器中加入丙酮60℃抽提4h、水洗、抽滤、烘干。
实测接枝率为37.04%，吸水率降为步骤①得到的纸浆吸水率的47%。
实施例2
与实施例1区别在于：
K2S2O8的质量为10g，NaHSO3的质量为8g。
实测接枝率为36.87%，吸水率降为步骤①得到的纸浆吸水率的43%。
实施例3
与实施例1区别在于：
甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量为60g。
实测接枝率为35.58%，吸水率降为步骤①得到的纸浆吸水率的41%。
实施例4
与实施例2区别在于：
甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量为60g。
实测接枝率为33.49%，吸水率降为步骤①得到的纸浆吸水率的48%。

Claims (7)

1.一种木纤维纸浆的有机化处理方法，所述方法包括制浆、表面包覆、化学接枝的步骤，所述化学接枝的步骤为将木纤维桨板经过制浆和表面包覆步骤得到的纸浆、K2S2O8、NaHSO3与水混匀，20～30℃搅拌10min，搅拌后加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，50～80℃、120～180r/min回流1.5～3h，反应后水洗、过滤、抽提、水洗、过滤、烘干；
所述木纤维桨板、K2S2O8、NaHSO3、水、甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100：（8～12）：（6.4～9.6）：（500～1000）：（40～70）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述化学接枝的步骤为将木纤维桨板经过制浆和表面包覆步骤得到的纸浆、K2S2O8、NaHSO3与水混匀，20～30℃搅拌10min，搅拌后加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，60～70℃、120～180r/min回流2～2.5h，反应后水洗、过滤、抽提、水洗、过滤、烘干；
所述木纤维桨板、K2S2O8、NaHSO3、水、甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100：（10～12）：（8～9.6）：（500～1000）：（50～60）。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述制浆的步骤为将木纤维桨板粉碎后用质量分数为8%的NaOH溶液浸泡2h，浸泡后洗至中性、烘干；
所述木纤维桨板与NaOH溶液质量比为1：（5～10）。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述表面包覆的步骤为将木纤维桨板经过制浆步骤得到的纸浆、乙醇水溶液与硅烷偶联剂混匀，调pH值至3～5，60～80℃、100～150r/min回流1.5～2.5h，反应后洗至中性、过滤、烘干；
所述木纤维桨板、乙醇水溶液、硅烷偶联剂的质量比为100：（500～1000）：（2.5～5）。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述木纤维桨板、乙醇水溶液、硅烷偶联剂的质量比为100：（500～1000）：（2.5～4）。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述乙醇水溶液的乙醇与水质量比为95：5。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基型硅烷偶联剂。
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