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双水相(也叫水包水)乳液聚合是指一种(或几种)水溶性单体在一种水溶性聚合物(稳定剂)的溶液中进行聚合反应,生成另一种水溶性聚合物,生成的聚合物不溶于分散介质,借助稳定剂(分散剂)而稳定的一种聚合方法。
双水相乳液聚合的关键是稳定剂的选择,稳定剂直接影响聚合产物的最终粘度和溶解性能,是影响产品好坏的决定性因素。本论文以聚乙烯醇(PVA)、改性乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)衍生物、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)作为分散稳定剂进行了一系列双水相乳液阳离子聚丙烯酰胺合成实验,发现PEG衍生物对聚合反应能起到很好的稳定作用,聚合得到的双水相阳离子聚丙烯酰胺乳液粘度低,具有较好的流动性,且聚合产物的分子量符合造纸的要求。用PDADMAC+PEG两种聚合物组合作为稳定剂虽然也能合成出符合造纸分子量要求的双水相乳液聚丙烯酰胺,但是聚合产物双水相乳液聚丙烯酰胺流动性较差。
本论文以聚乙二醇(PEG)衍生物作分散稳定剂和成了一系列增强剂和助留助滤剂,研究了不同反应温度、分散剂含量、引发剂含量、单体含量等对双水相乳液阳离子聚丙烯酰胺的粘度、分子量及转化率的影响,发现无论是合成分子量较大的助留助滤剂还是分子量较小的增强剂,稳定剂PEG衍生物的用量都有合适的范围,本论文研究结果发现稳定剂用量占体系的18%时,其稳定和分散效果最好,合成的双水相乳液聚合产物流动性最好。
本论文使用合成的不同分子量和阳离子度的双水相乳液聚丙烯酰胺用作造纸助留助滤剂和增强剂,研究了不同用量对新闻纸强度和助留助滤效果的影响。发现阳离子度较低、分子量较大的双水相乳液阳离子聚丙烯酰胺对纸张的助留助滤效果最好,使留着率最高增加60%以上、滤水值最高增加30以上。分子量处于50——60万之间的双水相乳液阳离子聚丙烯酰胺相对于分子量为20万和100万的相比,在相同阳离子度的条件下,前者对纸张的增强效果较好。双水相乳液阳离子聚丙烯酰胺使纸张抗张指数、撕裂指数、耐破指数和抗张挺度最高增强分别达50%、20%、50%、30%以上,增强效果明显,符合造纸增强剂的要求。