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瓜尔胶的反相乳液法改性及其在造纸纸法烟草薄片中的应用

作　者: 张贤贤
导　师: 李友明
学　校: 华南理工大学
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 瓜尔胶 反相乳液体系 接枝共聚反应 造纸法烟草薄片
分类号: TS452
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本实验首先在稳定的反相乳液体系中选用硝酸铈铵/硝酸引发剂引发瓜尔胶（GG）和丙烯酰胺（AM）的二元接枝共聚反应，并将接枝产品（GG-g-PAM）作为增强剂应用于造纸法烟草薄片中。随后使用硝酸铈铵/硝酸引发剂在反相乳液体系中引发GG和AM、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）的三元接枝共聚反应，最后将接枝产品（GG-g-PAM/DMC）应用于造纸法烟草薄片中做助留助滤剂和增强剂使用。以液体石蜡为连续相，2.5%的瓜尔胶水溶液为水相，Span-80和OP-10为复合乳化剂，十六醇为助稳定剂，制备反相乳液体系。考察了乳化剂的HLB和用量、十六醇的用量、水相体积分数、搅拌速度对乳液类型及稳定性的影响。确定反相乳液体系的稳定条件。稳定的反相乳液体系呈分散状，互不粘连，平均粒径小于10μm且粒径分布较窄，乳液的动力学稳定性较好。以硝酸铈铵/硝酸为引发剂在反相乳液体系中引发GG和AM的接枝共聚反应。考察了反应温度、反应时间、引发剂浓度和m(AM)/m(GG)对单体转化率、接枝率和产品分子量的影响，确定了最佳聚合反应条件。用FT-IR表征了GG-g-PAM结构，用SEM观察了GG-g-PAM的表面形态，证实了AM已成功的接枝到GG分子链上。TG数据表明GG-g-PAM的热稳定性低于GG。将GG-g-PAM应用于造纸法烟草薄片中显示其具有很好的增强效果。进一步研究了GG和AM，DMC在反相乳液体系中的三元接枝共聚反应，研究了引发剂用量、总单体与GG的质量比、m(DMC)/m(AM)、反应时间和反应温度对单体转化率、接枝率、产品阳离子度及分子量的影响。确定了最佳的合成条件。用FT-IR和SEM分别从分子结构和表面形态证明AM和DMC已成功地接枝到GG大分子链上，GG-g-PAM/DMC的TGA测试表明AM和DMC的引入使产品的热稳定性下降。将GG-g-PAM/DMC接枝共聚物应用于造纸法烟草薄片中，研究了对浆料的助留助滤效果及纸页性能的影响。结果表明，GG-g-PAM/DMC对浆料有较好的助留助滤效果，优于生产所用的阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶。纸页的定量，松厚度及抗张强度均有不同程度的增加。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
符号说明  8-12
第一章 绪论  12-27
  1.1 造纸助剂概述  12
  1.2 助留助滤剂的作用机理  12-13
    1.2.1 补丁机理  12-13
    1.2.2 电中和机理  13
    1.2.3 桥联机理  13
  1.3 增强剂的作用机理  13-14
  1.4 常用的造纸助留助滤剂  14-16
    1.4.1 无机物类助留助滤剂  14
    1.4.2 天然有机聚合物类助留助滤剂  14-15
    1.4.3 合成有机聚合物类助留助滤剂  15-16
  1.5 瓜尔胶及其衍生物  16-18
    1.5.1 瓜尔胶的来源及结构  16-17
    1.5.2 瓜尔胶的性质  17-18
  1.6 瓜尔胶的改性  18-23
    1.6.1 瓜尔胶的改性原理及方法  18-19
    1.6.2 常见瓜尔胶衍生物及其应用  19-23
  1.7 反相乳液聚合法  23-25
    1.7.1 反相乳液聚合基本概念及体系组成[72]  23-24
    1.7.2 反相乳液聚合机理  24
    1.7.3 反相乳液聚合与常规乳液聚合的区别  24-25
  1.8 本研究的内容及意义  25-27
第二章 含瓜尔胶水溶液的反相乳液稳定性  27-36
  2.1 实验试剂与仪器  27-28
    2.1.1 实验试剂  27
    2.1.2 实验仪器  27-28
  2.2 实验方法  28
    2.2.1 反相乳液的制备  28
    2.2.2 电导率的测定  28
    2.2.3 稳定性的测定  28
    2.2.4 结构表征  28
  2.3 结果与讨论  28-34
    2.3.1 乳化剂的 HLB 值对乳液类型及其稳定性的影响  28-30
    2.3.2 乳化剂含量对乳液类型及其稳定性的影响  30
    2.3.3 十六醇含量对乳液类型及其稳定性的影响  30-31
    2.3.4 水相含量对乳液类型及其稳定性的影响  31-32
    2.3.5 搅拌转速对乳液类型及其稳定性的影响  32-33
    2.3.6 乳液结构表征  33-34
    2.3.7 乳液的粒径及其分布  34
  2.4 本章小结  34-36
第三章 瓜尔胶/丙烯酰胺的反相乳液接枝共聚及其在烟草薄片中的增强作用  36-52
  3.1 实验试剂与仪器  37
    3.1.1 实验试剂  37
    3.1.2 实验仪器  37
  3.2 实验方法  37-38
    3.2.1 瓜尔胶/丙烯酰胺接枝共聚反应  37
    3.2.2 GG-g-PAM 的精制  37
    3.2.3 GG-g-PAM 接枝参数的测定  37-38
    3.2.4 产品特性粘度及分子量的测定  38
  3.3 GG-g-PAM 的表征  38-39
    3.3.1 红外光谱分析  38
    3.3.2 热重分析  38
    3.3.3 SEM 分析  38-39
  3.4 纸页的抄造及物理性能检测  39
  3.5 接枝共聚实验结果与讨论  39-50
    3.5.1 正交实验设计  39-40
    3.5.2 实验结果极差分析  40-41
    3.5.3 单因素实验结果与讨论  41-45
    3.5.4 GG-g-PAM 的表征  45-48
    3.5.5 纸页性能结果与分析  48-50
  3.6 本章小结  50-52
第四章 瓜尔胶和 DMC、丙烯酰胺二元单体的反相乳液接枝共聚  52-68
  4.1 实验试剂与仪器  53
    4.1.1 实验试剂  53
    4.1.2 实验仪器  53
  4.2 实验方法  53-54
    4.2.1 GG-g-PAM/DMC 接枝共聚反应  53
    4.2.2 GG-g-PAM/DMC 接枝共聚物的精制  53
    4.2.3 GG-g-PAM/DMC 接枝共聚物接枝参数的测定  53
    4.2.4 阳离子度的测定  53
    4.2.5 产品特性粘度及分子量的测定  53-54
  4.3 GG-g-PAM/DMC 接枝共聚物的表征  54
    4.3.1 红外光谱分析  54
    4.3.2 热重分析  54
    4.3.3 SEM 分析  54
  4.4 实验结果与讨论  54-57
    4.4.1 正交实验设计  54-55
    4.4.2 实验结果极差分析  55-57
  4.5 单因素实验结果与分析  57-62
    4.5.1 反应时间对接枝共聚的影响  57-58
    4.5.2 反应温度对接枝共聚的影响  58
    4.5.3 引发剂浓度对接枝共聚的影响  58-59
    4.5.4 m(DMC)/m(AM)对接枝共聚的影响  59-61
    4.5.5 m(DMC-AM)/m(GG)对接枝共聚的影响  61-62
  4.6 红外光谱分析  62-63
  4.7 热重分析  63-64
  4.8 SEM 分析  64-65
  4.9 小结  65-68
第五章 GG-g-PAM/DMC 接枝共聚物在造纸法烟草薄片中的应用  68-79
  5.1 实验原料与仪器  68-69
    5.1.1 实验原料与试剂  68
    5.1.2 实验仪器  68-69
  5.2 实验方法  69-71
    5.2.1 浆料的疏解  69
    5.2.2 烟草浆中细小组分含量的测定  69
    5.2.3 细小纤维留着率的测定  69-70
    5.2.4 zeta 电位的测定  70
    5.2.5 打浆度的测定  70-71
    5.2.6 纸页抄造及物理性能检测  71
  5.3 实验结果与讨论  71-77
    5.3.1 GG-g-PAM/DMC 接枝聚合物用量对助留性能的影响  71
    5.3.2 不同阳离子度对助留性能的影响  71-72
    5.3.3 不同电导率对助留性能的影响  72-73
    5.3.4 不同 PH 值对助留性能的影响  73-74
    5.3.5 接枝共聚物的添加量对滤水性能的影响  74-75
    5.3.6 接枝共聚物的添加量对 zeta 电位的影响  75
    5.3.7 不同助剂助留助滤效果对比  75-77
    5.3.8 接枝共聚物对纸页性能的影响  77
  5.4 本章小结  77-79
结论  79-82
  一 论文的主要结论  79-80
  二 论文创新点  80
  三 展望与设想  80-82
参考文献  82-89
攻读硕士学位期间取得的研究成果  89-90
致谢  90-91
附件  91

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 烟草工业 > 烟草加工工艺及制品 > 卷烟制造
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