[发明专利]一种应用甜菜碱型两性纤维素于造纸湿部增强纸张强度的方法

摘要

一种应用甜菜碱型两性纤维素于造纸湿部增强纸张强度的方法，甜菜碱型两性纤维素是一种特殊的侧链含有严格配对的阴离子基团和阳例子基团的纤维素衍生物。首先合成甜菜碱型的两性功能单体3‑(丙烯酰胺丙基二甲基胺)丙磺酸盐(DMAPAAS)，然后在DMAc/LiCl溶剂体系中，再与纤维素以硝酸铈铵(CAN)/四乙酸乙二胺二钠盐(EDTA)复合引发体系条件下发生均相反应，合成含磺酸甜菜碱侧基纤维素接枝共聚物；最后在纸张手抄片的实验中添加少量的甜菜碱型两性纤维素后，其纸张的耐破度，抗张强度，撕裂度均得到了一定的增强。当加入量为0.5％时纸张的抗撕裂指数提高10.3％，耐破指数提升10.7％，耐折度提升42.9％，裂断长增强15.5％。

主权项

一种应用甜菜碱型两性纤维素于造纸湿部增强纸张强度的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤(1)：甜菜碱型两性单体采用丙烯酰胺丙基二甲基胺和1，3‑丙基磺内酯为原料；步骤(2)：将丙烯酰胺丙基二甲基胺加入装有丙酮溶液的容器中，然后将1，3‑丙基磺内酯的丙酮溶液在2‑5小时内逐滴加入反应容器中，反应温度为40‑70℃；之后保持温度反应2‑24小时；3‑(丙烯酰胺丙基二甲基胺)丙磺酸盐以白色晶体析出，最后用大量体积比3∶1的丙酮和乙醚的混合液反复冲洗以除去未反应原料；最后真空干燥得到甜菜碱型两性单体产物；步骤(3)：纤维素采用微晶纤维素或者漂白阔叶木浆为原料；步骤(4)：纤维素原料在17.5wt％ NaOH溶液里在温度0℃条件下润涨1‑5小时，用水和乙醇分别洗涤多次直到滤液pH中性；把润涨后的纤维素在25℃条件下，在二甲基乙酰胺里面继续润涨2‑10小时；步骤(5)：配制8w/v％的氯化锂的二甲基乙酰胺溶液，然后把配制的溶液先加热到120‑130℃，然后冷却到60‑80℃，接着把步骤(4)处理过的纤维素在搅拌的条件下逐渐加入溶液里面，直到完全溶解，时间2‑5小时，最后得到透明的均相纤维素溶液；步骤(6)：将步骤(5)得到的均相纤维素溶液在氮气氛和搅拌条件下加入引发剂硝酸铈铵/四乙酸乙二胺二钠盐溶液和一定量步骤(2)合成的甜菜碱型两性单体3‑(丙烯酰胺丙基二甲基胺)丙磺酸盐，反应2‑8小时后停止反应，用丙酮进行沉淀分离，干燥至恒重，得到甜菜碱型的两性纤维素产物；步骤(7)：漂白硫酸盐阔叶浆板疏解并打浆到39°SR，处理后的纸浆用实验室的快速抄片机，利用湿法快速抄造成直径为200mm的纸页并干燥，在抄造的过程中添加一定量的步骤(6)制备的甜菜碱型两性纤维素产物，得到纸张，并测试纸张性能；当添加少量的步骤(6)合成的甜菜碱型的两性纤维素产物后，纸张的强度就有明显的增加；加入量为基于纤维质量百分数0.5％时纸张的抗撕裂指数提高10.3％，耐破指数提升10.7％，耐折度提升42.9％，裂断长增强15.5％。