CN113501898A - 一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物及其制备方法 - Google Patents

一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，制备的聚丙烯酰胺改性体聚合物，其胺化率达到20～50％。该改性体聚合物可在纸(纸板)生产过程中使用来提高纸质强度。本发明还公开由上述制备方法制得的聚丙烯酰胺改性体聚合物在纸或纸板生产过程中的应用过程及方法。本发明通过在纸或纸板制作生产过程中添加上述所制备的聚丙烯酰胺改性体聚合物，可以使纸质裂断长提高28％以上，耐破因子提高26％，有效提高了纸或纸板强度性能，改善了包装用纸、印刷用纸的纸品强度质量，为提高后期印刷速度，进而为提高后续纸制品印刷性能提供了一种新的解决途径。

Description

一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物及其制备 方法
一、技术领域
本发明涉及化合物合成技术领域，更具体地说，涉及一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物制备及其应用方法。
二、背景技术
纸(纸板)的强度，是纸(纸板)的物理机械性能的主要表现形式，是评价纸和纸板的重要质量性能指标，也是影响其后续印刷、包装等工业技术水平的重要质量指标。一般指纸张(纸板)受外力作用，达到破坏点所反映出的一些具体数值。包括干强度、湿强度、表面强度等。其强度指标主要有抗张强度及其断裂时的伸长率、耐破度、耐折度、撕裂度、刚度等。各项强度指标对包装纸(纸板)尤为重要。
影响纸(纸板)强度的因素较多，纸浆的种类、纸张或纸板的制作工艺、纸张\纸板的厚度、定量、紧度、纸浆叩解度等等对纸张强度均有影响。目前，提高纸和纸板干强度的主要方法，常常采用如下方法：通过提高纸或纸板定量、厚度、降低纸浆叩解度，或添加改性淀粉聚合物等来解决。但上述方法因强度提高幅度有限，或影响纸的成本或影响使用效果等，效果都不够理想，且存在影响纸(纸质)的应用范围，提高包装用纸或纸板的成本，以及影响后续纸或纸板的印刷速度、印刷质量的提高等不利因素。
三、发明内容
1.要解决的技术问题
本发明的目的在于解决现有的提高纸和纸板干强度的存在使用效果差的问题。
2.技术方案
一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯酰胺、氢氧化钠和去离子水加入反应釜中，于60～95℃下搅拌反应0.5～2h；
(2)将步骤(1)中的反应体系降温至30～70℃，然后向反应釜中滴加入甲醛和二甲胺，滴加完成后继续搅拌反应2～4h，向反应釜中加酸调节溶液PH值至4～5.5，反应结束后，冷却至室温，得到的固含量为10±2％的淡黄色粘稠液体，即为聚丙烯酰胺改性体聚合物；其中，聚丙烯酰胺、甲醛和二甲胺的摩尔质量比为1:0.3～0.8:0.4～0.9。
优选地，所述步骤(1)中聚丙烯酰胺的分子量为20～30万。
优选地，所述步骤(1)中氢氧化钠的浓度为5～15％。
优选地，所述步骤(1)中搅拌速率为60～90min/r。
优选地，所述步骤(2)中酸包括盐酸或硫酸。
优选地，所述步骤(2)中搅拌速率为60～90min/r。
本发明还提供上述制备方法制得的聚丙烯酰胺改性体聚合物。
进一步地，所述聚丙烯酰胺改性体聚合物与纸浆混合用于生产纸或纸板。
进一步地，所述聚丙烯酰胺改性体聚合物与淀粉、纸浆混合用于生产纸或纸板。
进一步地，所述聚丙烯酰胺改性体聚合物可用于喷涂纸表面。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)、本发明方法制备的聚丙烯酰胺改性体聚合物，其胺化率达到20～50％可用于提高纸质强度的改性剂。
(2)、本发明通过在纸或纸板制作生产过程中添加制备的聚丙烯酰胺改性体聚合物，在纸或纸板生产过程中的应用，可以使纸质裂断长提高28％以上，耐破因子提高26％，有效提高了纸或纸板强度性能，改善了包装用纸、印刷用纸的纸品强度质量，为提高后期纸或纸板印刷速度，进而提高后续纸制品印刷技术性能提供了一种新的解决途径。
四、具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将分子量为20～30万的聚丙烯酰胺与浓度为的氢氧化钠，以及去离子水加入反应釜中，于80℃下搅拌反应0.5h，设置搅拌速率为60～90min/r；
(2)将步骤(1)中的反应体系降温至50℃，然后向反应釜中滴加入甲醛和二甲胺，其中，聚丙烯酰胺、甲醛和二甲胺的摩尔质量比为1:0.6:0.7，滴加完成后继续搅拌反应2h，设置搅拌速率为60～90min/r，向反应釜中加酸调节溶液PH值至4，反应结束后，冷却至室温，得到的固含量为10±2％的淡黄色粘稠液体，即为聚丙烯酰胺改性体聚合物，测定制得的聚丙烯酰胺改性体聚合物的胺化率为33％。
实施例2
一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将分子量为20～30万的聚丙烯酰胺与浓度为的氢氧化钠，以及去离子水加入反应釜中，于80℃下搅拌反应1h，设置搅拌速率为60～90min/r；
(2)将步骤(1)中的反应体系降温至50℃，然后向反应釜中滴加入甲醛和二甲胺，其中，聚丙烯酰胺、甲醛和二甲胺的摩尔质量比为1:0.4:0.5，滴加完成后继续搅拌反应3h，设置搅拌速率为60～90min/r，向反应釜中加酸调节溶液PH值至5，反应结束后，冷却至室温，得到的固含量为10±2％的淡黄色粘稠液体，即为聚丙烯酰胺改性体聚合物，测定制得的聚丙烯酰胺改性体聚合物的胺化率为25％。
实施例3
一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将分子量为20～30万的聚丙烯酰胺与浓度为的氢氧化钠，以及去离子水加入反应釜中，于80℃下搅拌反应2h，设置搅拌速率为60～90min/r；
(2)将步骤(1)中的反应体系降温至50℃，然后向反应釜中滴加入甲醛和二甲胺，其中，聚丙烯酰胺、甲醛和二甲胺的摩尔质量比为1:0.7:0.8，滴加完成后继续搅拌反应4h，设置搅拌速率为60～90min/r，向反应釜中加酸调节溶液PH值至5.5，反应结束后，冷却至室温，得到的固含量为10±2％的淡黄色粘稠液体，即为聚丙烯酰胺改性体聚合物，测定制得的聚丙烯酰胺改性体聚合物的胺化率为46.35％。
实施例4
将上述实施例1～3制备的聚丙烯酰胺改性体聚合物分别用于生产纸，具体操作如下：
(a)取足量旧新闻报纸再生浆，用伏特式打浆机疏解40min后，测其叩解度(14～20°SR),稀释至浆浓2％备用；
(b)各称取实施例1～3制备的不同胺化率的聚丙烯酰胺改性体聚合物作为助剂，分别为样品1、样品2和样品3，并将样品1、样品2和样品3分别用去离子水稀释至20倍，搅拌后，分别加入上述2％浆液中，搅拌0.5～1.0h，备用；同时，设置3组空白组，3组空白组均为2％浆液；
(c)将步骤(b)中制备的三份加有助剂的浆液和3组空白组浆液分别倒入网前箱，鼓泡搅拌，使其流经50～60目铜网(直径200mm)，抽真空使纸页成形，把该湿纸页置于预先加热至150～200℃的上下平板磨具间压制烘干(抄片)，每个样品抄定量为185g·m-2的纸页8～10张，各张纸页称重，密封保存备用。
性能检测
取实施例4中已称重的纸页，每个样品各抽取重量相近的纸页3～4张，每张纸页裁取纸片(38×70)4张，再称各纸片重量，然后从中选取7～8张重量相近的纸片测其纸张强度指标----裂断长和耐破度数值，取其算数平均值即可，结果如表1所示。
表1为纸张的裂断长和耐破因子的检测结果
Figure BDA0003183852490000051
综上，本发明通过在纸或纸板制作生产过程中添加上述所制备的聚丙烯酰胺改性体聚合物，可以使纸质裂断长提高28％以上，耐破因子提高26％，有效提高了纸或纸板强度性能，改善了包装用纸、印刷用纸的纸品强度质量，为提高后期印刷速度，进而提高后续纸制品印刷技术性能提供了一种新的解决途径。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚丙烯酰胺、氢氧化钠和去离子水加入反应釜中，于60～95℃下搅拌反应0.5～2h；
(2)将步骤(1)中的反应体系降温至30～70℃，然后向反应釜中滴加入甲醛和二甲胺，滴加完成后继续搅拌反应2～4h，向反应釜中加酸调节溶液PH值至4～5.5，反应结束后，冷却至室温，得到的固含量为10±2％的淡黄色粘稠液体，即为聚丙烯酰胺改性体聚合物；其中，聚丙烯酰胺、甲醛和二甲胺的摩尔质量比为1：0.3～0.8：0.4～0.9。
2.根据权利要求1所述的一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中聚丙烯酰胺的分子量为20～30万。
3.根据权利要求1所述的一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中氢氧化钠的浓度为5～15％。
4.根据权利要求1所述的一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中搅拌速率为60～90min/r。
5.根据权利要求1所述的一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中酸包括盐酸或硫酸。
6.根据权利要求1所述的一种可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中搅拌速率为60～90min/r。
7.一种如权利要求1所述的可提高纸质强度的聚丙烯酰胺改性体聚合物的制备方法制得的聚丙烯酰胺改性体聚合物在纸或纸板生产过程中的应用。
8.根据权利要求7所述应用，其特征在于：所述聚丙烯酰胺改性体聚合物与纸浆混合用于生产纸或纸板。
9.根据权利要求7所述应用，其特征在于：所述聚丙烯酰胺改性体聚合物与淀粉、纸浆混合用于生产纸或纸板。
10.根据权利要求7所述应用，其特征在于：所述聚丙烯酰胺改性体聚合物用于喷涂纸表面。
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