[发明专利]一种提升纸张内结合强度的聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于制浆造纸领域，尤其涉及一种提升纸张内结合强度的聚合物及其制备方法。

背景技术

印刷、纸张加工和许多产品应用都将使纸页或纸板的内部或层间受到压力、冲击力等，这些都将引起诸如表面起毛、起泡或层间分层的结构失效。这些结构失效的共同点是：1)高速的压力负载，2)受作用力的时间较短。很多情况下是微秒的百分之一。有以上共同点的纸张结构失效可以用内结合强度值的大小来表达。这些测试的结果与在印刷或纸张加工过程中遇到的内部结构失效有密切关系，同时它还反映单根纤维的强度特征和纤维之间的结合程度，但是它不能有效的区分这两者对内结合强度贡献值的大小。纸页是由许多纤维彼此相互交织、相互结合而成。纤维与纤维之间相互结合的力称之为纤维的结合力。纤维间的结合力有很多种。有机械的相互扭结、物理的相互作用．但主要还是氢键的结合力。评估纤维间结合力的指标为键合潜能。纤维不同的结构性质和化学性质对键合潜能有很大的影响。纸页的强度是由纤维网络结构的内聚力决定的，此内聚力指的是相邻纤维的抗摩擦滑动的力和纤维与纤维间的结合力。另外，纸页强度也受浆料纤维性质的影响．即纤维本身的强度和键合能力(柔软性、纤维长度)的影响。20世纪50年代．Vandenakker就得出高打浆度纸页的抗张强度约为纤维本身强度的1／10的结论。这表明，尽管纸页损伤首先发生在网络结构或纤维本身的薄弱环节．但是纤维的键合能力是纸页最重要的性质．纤维的键合能力包括键合强度和键合面积。

目前在我国都采用的喷淋淀粉来解决纸张层间结合强度，但是随着二次纤维的大量使用，喷淋淀粉无法更好的提升纸张的内结合强度。

发明内容

本发明针对纸张层间结合强度不够而开发的产品与工艺，特别是高克重纸张，结合强度更为重要。传统的喷淋淀粉增强，无法达到高要求纸张的技术指标，而且淀粉容易腐化生菌等问题，设计了一种提升纸张内结合强度的聚合物及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，所述聚合物包括聚乙烯酰胺、聚乙烯亚胺、丙烯酰胺单体接枝聚合甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯，加入π-π共轭非极性单体进行共聚反应，最后加入阳离子单体经过聚合改性而成；其中，聚乙烯酰胺、聚乙烯亚胺、丙烯酰胺单体的比例为2:2:6。

作为优选，所述聚合物合成原料按照重量分数还包括以下物质，

聚乙烯胺+聚乙烯亚胺+丙烯酰胺单体100份；

甲基丙烯酸3份~10份；

丙烯酸羟乙酯2份~8份；

π-π共轭非极性单体5份~15份；

阳离子单体5份~12份；

引发剂0.1份~0.3份；

阻聚剂0.2份~0.5份；

水800份~1000份。

作为优选，所述π-π共轭非极性单体选用苯乙烯、丁二烯、异戊二烯中的一种或者组合。

作为优选，阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸二甲胺乙酯氯甲烷的一种或几种。

作为优选，所述引发剂为过硫酸铵。

作为优选，阻聚剂为间三硝基苯。

制备权利要求1中所述聚合物的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

a、以聚乙烯酰胺、聚乙烯亚胺、丙烯酰胺单体以一定比例混合，加入水，搅拌均匀；

b、向混合好的聚乙烯酰胺、聚乙烯亚胺、丙烯酰胺单体混合液加入甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯混合，通入氮气排空，加入引发剂，搅拌，在90~120℃的条件下反应30~90min，不断搅拌，且在搅拌乳过程中滴加水；

c、待接枝反应结束后，再加入π-π共轭非极性单体，搅拌，在60~90℃的条件下继续反应5~30min；

d、加入阳离子单体，90~120℃的条件下反应10~40min；

e、反应结束后加入阻聚剂，冷却至室温，制得改性聚胺产品。

作为优选，所述搅拌速度为100~300r/min。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明一可以利用合成高分子聚合物可以调节分子量大小，适应不同纸种的要求；二聚合物中接枝亲水基团，增加了表面活性基团，促进纤维与纤维之间的结合，从而提高纸张的强度；三合成高分子聚合物自交联具有三维交联网络结构，提高了聚合物之间以及聚合物与纤维素之间的作用力；又该产品为阴阳离子聚合物，具有很好的抗杂离子干扰能力，适合更复杂的造纸环境。

具体实施方式