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《天津科技大学》 2001年
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纸料中两性聚丙烯酰胺的助留助滤作用机理

王海毅  
【摘要】: 近年来,新型造纸助剂层出不穷,并在实际应用中取得了良好效果。但是实际应用中的很多现象难以解释,因此有必要进一步对两性助剂助留助滤进行研究,以期达到知其然并知其所以然。 两性助剂是近年初涌现出的新型助剂,它具有其它单组分助剂无法比拟的优点。本研究的特色与创新之处在于从两性助剂的基本结构着手,结合湿部的一些研究分析手段,对两性助剂助留助滤的机理进行全面、系统的研究。 本研究从两性聚丙烯酰胺的分子结构分析开始,牢牢抓住助留助滤过程中助剂分子与纤维,细小组分分子间电荷相互作用这条主线,并在分子结构、分子量方面及有关机理予以充分考虑。 聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是丙烯酰胺(acrylamide,简称AM,分子式CH_2=CHCONH_2)及其衍生物的均聚物和共聚物的统称。 PAM产品主要形式有水溶液胶体、粉状及胶乳三种,根据聚合物所带的电荷又可将PAM系列分为以下四类:非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型。 两性PAM是一种多功能的水溶性高分子材料,可望在水处理、石油钻采、选矿、造纸、流体输送、皮革复鞣等方面得到应用。 本研究首先以内烯酰胺单体和丙烯酸单体及阳离子单体进行共聚反应。使用氧化还原体系,通过调节不同用量的氧化剂和还原剂以及不同的单体浓度,在室温下pH值6.4左右,利用水溶液聚合法制得一系列用于增强和助留助滤的不同分子量的两性聚丙烯酰胺,对影响合成的诸种因素进行了讨论;对所合成的两性聚丙烯酰胺用红外光谱和核磁共振氢谱进行了分析,并与其它离子型的聚内烯酰胺进行了比较。 纸浆悬浮液是一种复杂的多组分体系,除了纸浆纤维和微细纤 中文摘要 维外,还视纸种的不同而含有填料、淀粉及特定的化学助剂等。因 此,了解纸浆悬浮液的湿部化学特性是非常重要的。 研究了影响纸浆悬浮液电荷衰减的一些因素如搅拌速率、纸浆 的种类、电解质的加入量、阳离子聚合物的添加量等;测定了不同 纸浆悬浮液梭基的含量并讨论了影响纸浆梭基变化的因素;测定了 不同纸浆悬浮液的比容比表面,讨论了一些因素如打浆等对比容比 表面的影响。 用实验室常用的评价助留助滤的仪器Britt动态滤水罐(Dynamic Drainage Jar)对两性PAM的效果以及各种化学参数对一次留着率的 影响进行了研究讨论;研究了两性聚丙烯酚胺在不同条件下对不同 浆种的助滤作用,并与带其它电荷的聚丙烯酚胺进行了对比;用两 性PAM作为助剂加入到浆中,进行了抄片并进行了物理强度的测。 试,与加入其它类型电荷的PAM的浆所抄的浆片进行了比较。 用胶体滴定法测定了不同纸浆的可溶阴电荷、可溶阳电荷、表 面阴电荷、表面阳电荷以及胶体滴定比率CTR,研究了pH和两性 PAM的加人量对纸浆电荷的影响,并初步探讨了电导率与CTR的 关系;用 JS94型微电泳仪和 MUETEK System Zeta Potential SZP 04 电位仪分别测定了不同纸浆悬浮液和纸浆滤液的Zeta电位、电导 率,并探讨了二者的关系。 最后用 PHILIPS XL30型环境扫描电镜(ESEM)观测了各 种不同纸浆加入不同助剂的助留助滤情形,通过观察、分析和研究 认为:两性PAM的助留助滤机理主要是电荷的作用,两性PAM在 这其中起到的是一种类似粘合剂的作用,增加了纤维与纤维、纤维 与细小纤维之间的结合点间的结合力,也可以说两性PAM在纤维。 之间起到了桥梁或纽带的作用,当纤维结合到一定程度,或者说纤 维层达到一定密度时,就会对细小粒子起到机械截留的作用。所以, 两性PAM所起的助留助滤效果实际__L是各种因素综合作用的结果, 既有电荷中和,也有桥联作用,也有机械截留作用,不能把它们截 11 天津轻工业学院博士学位论文 然分开。 上述研究是国家九五科技攻关课题“造纸用高效中性施胶刑。 增干强剂、助留剂、助滤剂的开发与研究”(项目编号97分 个1- 04)的内容之一。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TS71

【引证文献】
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【同被引文献】
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7 刘全校;碱法制浆黑液中木素综合利用的研究[D];天津科技大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张红杰;高分子量阳离子和两性聚丙烯酰胺的合成及其应用[D];天津科技大学;2002年
2 林雪光;聚乙烯胺在加填CaCO_3造纸中助留助滤性能的研究[D];福建师范大学;2003年
3 侯秀武;新的非离子型微粒助留助滤体系及其机理的研究[D];南京林业大学;2004年
4 徐青林;改性聚丙烯酰胺的制备、应用及相关机理的研究[D];天津科技大学;2001年
5 王怀阳;新型硅铝微粒助留助滤剂的制备及应用[D];南京林业大学;2004年
6 王军利;阳离子瓜耳胶的制备及在造纸中的应用[D];天津科技大学;2002年
7 徐晓玲;两性聚丙烯酰胺水基分散体的合成及其絮凝性能研究[D];安徽大学;2012年
8 陈启杰;高取代度阳离子淀粉的合成及其在造纸湿部的应用[D];天津科技大学;2004年
9 晏溶;用于造纸沉渣回收利用的纳米级两性聚丙烯酰胺的合成及应用[D];华南理工大学;2010年
10 庄曦;两性聚丙烯酰胺乳液的制备及其性能研究[D];福州大学;2006年
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