[发明专利]一种特种纸用增强纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸领域，涉及一种增强纤维的制备方法，特别涉及一种特种纸用增强纤维的制备方法。

背景技术

我国是一个非木材纤维和再生纤维造纸大国，非木材纤维和再生纤维用量约占78％，木材纤维仅占22％。非木材纤维和再生纤维短、强度低、耐水性差，含有大量的化学杂质，不仅严重影响纸张的质量，亦带来严重的“三废”污染。以高性能和特殊功能的化学合成纤维部分替代纸纤维，可有效提高纸页的强度，克服国内高档纸纤维资源严重短缺的瓶颈。常用的化学纤维有聚乙烯醇(PVA)纤维、聚酯纤维和芳纶纤维等，但由于化学纤维与纤维素纤维物理化学性质上存在较大的差异，两者间的相容性和结合力较差。与其他化学纤维相比，PVA纤维是一种与棉纤维性能相接近的可降解、功能化的绿色化学纤维，其表面裸露的大量羟基在浆料脱水时所形成的高电位可使纤维间“静电斥力”增加，在一定程度上抵御纤维的“絮聚”，提高抄造匀度，改善纸页强度。PVA纤维主要依靠其依赖自身强度、纤维表面裸露的羟基及其对纤维素纤维的粘结作用来改善纸页的强度。但PVA纤维部分替代纤维素纤维进行纸张抄造的过程中，仍然存在很多问题有待解决，如：纤维间的相容性问题；水溶性PVA纤维在干燥过程中容易造成纸页粘连现象；但提高其水溶温度，PVA纤维与纤维素纤维间的结合力下降，导致纸页强度下降。因此，需对PVA纤维进行表面功能化修饰，进一步改善PVA纤维与纤维素纤维间的结合强度以及其与纤维素纤维的相容性，使PVA纤维与纤维素纤维间形成良好的协同效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特种纸用增强纤维的制备方法，该方法环保，制得的特种纸用增强纤维解决了纤维间的相容性问题，大幅提高纸页强度以及PVA纤维在纸纤维中的分散性，改善纤维的润湿性能，克服纸页粘连现象。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：

1)按质量份数，将50～100份溶剂、1份PVA纤维大分子引发剂、3～4份水溶性丙烯酸类单体、1～2份甲基丙烯酸酯类单体、1～3份带有功能基团的丙烯酸酯类单体、0.1～0.5份溴化铜、0.15～1份溴化铜的配体以及0.3～1份2-溴丙酸乙酯混合均匀，得到反应体系；

2)将反应体系在无氧环境下加热至35～45℃以进行接枝反应，反应4～6h后抽滤，然后冲洗滤饼，并过滤，真空干燥，即制得特种纸用增强纤维。

所述的PVA纤维大分子引发剂是采用如下方法制备的：

1)按质量份数，将1份聚乙烯醇纤维和50～100份有机溶剂混合并搅拌均匀，然后加入0.2～1份4-二甲氨基吡啶和1～2份三乙胺摇匀，在冰水浴中和无氧环境下向其中滴入含有1.3～2.5份酰化试剂的酰化试剂的有机溶液，接着在冰水浴和无氧环境下反应2～4h，随后升温到20～40℃，反应12～48h，得到含有粗品的反应液；

2)将含有粗品的反应液抽滤，然后对得到的PVA纤维大分子引发剂滤饼进行清洗以其表面的残留杂质，最后真空干燥，即得到PVA纤维大分子引发剂。

所述的聚乙烯醇纤维采用水溶性聚乙烯醇纤维和/或水不溶性聚乙烯醇纤维；酰化试剂为2-溴异丁酰溴或溴乙酰溴。

所述的酰化试剂的有机溶液是按照(1.3～2.5)：(6～12)的质量比将酰化试剂溶于有机溶剂中的；用于和聚乙烯醇纤维混合的有机溶剂和用于溶解酰化试剂的有机溶剂均为N-甲吡咯烷酮或四氢呋喃。

所述的冲洗滤饼以及对得到的PVA纤维大分子引发剂滤饼进行清洗均采用水和乙醇交替进行清洗的；真空干燥的温度为40～60℃，滴入含有1.3～2.5份酰化试剂的酰化试剂的有机溶液所需的时间为1～2h。

所述的步骤1)中溶剂为乙酸乙酯、四氢呋喃、环己酮、二甲基甲酰胺、二苯醚、苯甲醚、乙醇、水中的一种或一种以上任意比例的混合物。

所述的步骤1)中水溶性丙烯酸类单体为丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或一种以上任意比例的混合物。

所述的步骤1)中甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或一种以上任意比例的混合物。

所述的步骤1)中带有功能基团的丙烯酸酯类单体为丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-1,1-二氢全氟辛酯、丙烯腈中的一种或一种以上任意比例的混合物。