[发明专利]一种纸张强度增强剂的合成及其应用技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种纸张等植物纤维类网状材料的强度增强剂，特别是一种能大幅度提高纸张强度的纸张强度增强剂的合成及其应用技术。

背景技术

目前公知的纸张等植物纤维类网状材料的强度增强剂，一是采用聚丙烯酰胺、改性壳聚糖等非反应型的化学助剂，由于氢键的键能比较小，这类化学助剂所构成的纤维之间的氢键交联不够牢固，尤其是容易被水所破坏，故对湿强度的提高所起的作用不大；二是采用脲醛树脂(UF)和三聚氰胺甲醛树脂(MF)等能与纤维素交联的化学助剂来提高纸张的湿强度，使用这些树脂时会在生产和使用过程中释放出甲醛，产生环境污染。在以往的研究中有发现纤维素纤维能与甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)进行交联形成氨基甲酸酯架桥结构，从而大幅度提高纸张的物理强度(尤其是湿强度)。然而，由于TDI是小分子，只能在相距非常接近的纤维之间产生交联，不能大幅度提高纸张的强度。

发明内容

本发明一种纸张强度增强剂的合成及其应用技术的任务是解决TDI的链短问题，合成带有异氰酸基的柔性链状聚合物，使其在相距较远的纤维素纤维之间形成氨基甲酸酯交联，从而在不破坏纸张网状结构的条件下大幅度提高纸张的强度(尤其是湿强度)。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)和聚乙二醇(PEG)为原料进行合成，以2个分子的PEG400与1个分子的TDI反应，生成出纸张强度增强剂PEG-TDI-PEG型柔性链状聚合物。应用时，将溶有PEG-TDI-PEG型柔性链状聚合物的纸张放入真空干燥箱中，用循环水真空泵抽去二氧杂环己烷，以80℃反应1h后，再以120℃反应1h，通过PEG-TDI-PEG型柔性链状聚合物与纸张纤维发生接枝共聚反应，使纸张纤维被氨基甲酸酯交联起来即可。

本发明的有益效果是，既能大幅度提高纸张的强度，又不造成环境污染，为纸张在包装、建筑等工农业生产中开辟更为广阔的前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的柔性链状聚合物的合成原理图。

图2是本发明的柔性链状聚合物与纸张纤维接枝共聚的反应式。

具体实施方式

根据图1所示，本发明的纸张强度增强剂PEG-TDI-PEG型柔性链状聚合物的合成工艺为：采用甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)为合成原料，加催化剂在以二氧杂环己烷为反应溶剂，-NCO/-OH为2∶1～3∶1(摩尔比)，反应温度为60～65℃，反应时间为60～90min的工艺条件下合成，以2个分子的PEG400与1个分子的TDI反应，生成出纸张强度增强剂PEG-TDI-PEG型柔性链状聚合物。

根据图2所示，本发明的PEG-TDI-PEG型柔性链状聚合物与纸张纤维的接枝共聚应用工艺为：将溶有PEG-TDI-PEG型柔性链状聚合物的纸张放入真空干燥箱中，用循环水真空泵抽去二氧杂环己烷，以80℃反应1h后，再以120℃反应1h，使PEG-TDI-PEG型柔性链状聚合物与纸张纤维发生接枝共聚反应，使纸张纤维被氨基甲酸酯交联起来即可。