烯基琥珀酸酐疏水化淀粉的性能及其表面施胶应用研究

为制备一种环境友好型表面施胶剂,采用烯基琥珀酸酐(ASA)对淀粉进行疏水改性,使用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和表面张力仪等测试手段对其性能进行了表征,并将烯基琥珀酸酐疏水化改性淀粉作为纸张表面施胶剂进行应用研究。结果表明,在淀粉分子上成功引入疏水性长链,淀粉颗粒形貌发生了变化,烯基琥珀酸酐疏水化淀粉施胶浓度为5%时,其施胶度可达206s,动态接触角达120°以上。     

一种复配表面施胶剂对瓦楞纸板边压强度的影响

分别以氧化淀粉、CMC和SAE类表面合成施胶剂为强化助剂,对瓦楞纸板进行了表面涂覆试验,研究了其边压强度变化情况;将上述施胶剂复配,以分散剂CMC用量、氧化淀粉与SAE混合溶液的质量分数、氧化淀粉与SAE配比、施胶温度为因素,应用正交试验法进行复配效果研究。试验结果表明,氧化淀粉、SAE和CMC的复配,比单独使用具有更好的增强效果。试验获得的最佳瓦楞纸板强化工艺参数是:CMC质量分数为5%,氧化淀粉与SAE混合溶液质量分数为9%,氧化淀粉与SAE质量比为1:10,施胶温度为85℃。     

纤维交联型阳离子乳液的合成与应用

以苯乙烯和丙烯酸丁酯为主单体,合成纤维交联型阳离子乳液,讨论了乳化剂、引发剂等因素对乳液性能的影响,用红外、差示扫描量热分析对乳液结构进行了表征;将合成的乳液配制成施胶剂对纸张进行表面施胶,测试了纸张表面物理性能。结果表明,最佳乳液的合成条件为:以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂(AIBN的质量分数为0.476%),乳化剂的质量分数为8.5%,聚合单体丙烯酸丁酯与苯乙烯质量比为16.5:19.5;合成的乳液粒径最小为41.74 nm,玻璃化温度为34.69℃,以此乳液配制的施胶剂施胶后,纸张的表面吸水量(Cobb)值最小,为58.25 g/m2。     

酚醛树脂/无皂苯丙复合乳液的制备及其对纸张的增强作用

以聚乙烯醇(PVA)为分散剂,苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)为主要单体,采用无皂种子乳液聚合法制备了稳定且性能优异的无皂苯丙乳液,以此与热固性酚醛树脂(PR)进行复配制得酚醛树脂/无皂苯丙复合乳液,讨论了其合成影响因素,并优化了合成工艺条件。研究表明,当m(PVA)=12%,软硬单体比例n(BA)/n(St)=1.0,m(NMA)=10%,m(酚醛树脂)/m(苯丙乳液)=2.0时,酚醛树脂/无皂苯丙复合乳液具有较好的增强作用。以质量分数为1.0%的聚合物乳液单独进行表面施胶时,纸张环压指数达8.4N.m/g,施胶度达32s。此复合乳液与淀粉有良好的适配性,并可取得优异的复合施胶效果。当m(复合乳液)/m(淀粉溶液)=0.3时,纸张环压指数达8.9N.m/g,施胶度达40s。并通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对其进行了表征。     

铝灰渣与废盐酸制备聚合氯化铝的试验研究

以铝灰渣和废盐酸为原料,通过酸溶法制备聚合氯化铝,考察了原料配比、反应温度、反应时间、熟化温度、熟化时间等因素对聚合氯化铝性能的影响,并对最佳工艺参数条件下制备的聚合氯化铝进行红外光谱分析。结果表明,铝灰渣和废盐酸制备聚合氯化铝的最佳工艺参数为:原料配比为m∶V1∶V2=20∶55∶80,反应温度为85℃,反应时间为3.5 h,熟化温度为80℃,熟化时间为42 h;在此条件下,制备的聚合氯化铝中氧化铝质量分数为8.15%,盐基度为35.6%;红外光谱分析表明合成的聚合氯化铝中存在聚合态铝和羟基结构。     

交联-接枝双重改性淀粉基木材胶黏剂的合成研究

以氧化淀粉为起始原料,环氧氯丙烷和丙烯酸乙酯(EA)为改性剂,制得了交联-接枝双重改性淀粉基木材胶黏剂。实验结果表明,较好的交联改性条件为:环氧氯丙烷质量分数为4.0%(相对于淀粉质量),氧化淀粉采用3∶2分步加料方式。正交试验得到的接枝改性条件为:过硫酸铵质量分数为0.2%,丙烯酸乙酯(EA)为10.0%,反应时间3 h,反应温度70℃。经过双重改性后,淀粉基木材胶黏剂的胶合强度(7.5 MPa)、耐水时间(48 h)和存储期(200 d)等指标可以达到GB/T 9846-2004标准要求。     

交联羧甲基玉米淀粉／PVA复合膜制备工艺的研究

以玉米淀粉为原料,采用先醚化后交联改性工艺合成了交联羧甲基玉米淀粉(CCMS).通过改性淀粉与聚乙烯醇(PVA)溶液共混反应,并辅以增塑剂、增强荆、交联剂及疏水化改性剂等加工助荆制备了性能优异的CCMS/PvA复合膜.研究了复合膜制备过程中的影响因素及其对薄膜耐水性能、透光性能和力学性能的影响.结果表明,当交联羧甲基玉米淀粉与PVA的质量比为7:3,甘油用量为10%(质量分数),复合交联剂用量3.3%(质量分数),疏水化改性荆聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PPE)用量为1.5%(质量分数),溶液pH为10,反应温度88℃,反应时间35min时,淀粉膜的拉伸强度为40.5MPa,断裂伸长率为311%,透光率为82%,吸水率最小为3.6%(质量分数).     

环氧改性阳离子水性聚氨酯的制备及对纸张的表面处理

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和己二异氰酸酯(HDI)为硬段,聚己内酯二醇(PCL1000)为软段,引入环氧树脂(E-44),采用原位聚合制得环氧改性阳离子水性聚氨酯乳液(EPUA)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、耐介质性测试、接触角及力学性能测试研究了聚合物的构性关系。研究了E-44用量对聚合物及施胶性能的影响,并用扫描电镜(SEM)对纸张表面处理前后进行了表征。实验结果表明,当n(NCO)/n(OH)=1.3,m(MDEA)=10%,m(E-44)=12%时,乳液性能较佳,改性效果最好。在最佳聚合工艺条件下,施胶度为78s,湿强度达39%,耐折也达57次。随着m(E-44)增大,聚合物胶膜的耐介质性增强,吸水率从13.69%降至6.46%,吸甲苯率由121.5%降至74.8%,接触角由64.85°增大到116.49°,力学测试也表明拉伸强度随m(E-44)的增大得到改善,断裂伸长率减小。     

聚乳酸接枝淀粉的原位溶液合成及表征

以L-乳酸为接枝单体,辛酸亚锡为催化剂,采用原位溶液接枝工艺,在同一个反应体系中逐次完成淀粉糊化、丙交酯的生成及淀粉的聚乳酸接枝反应,制备了聚乳酸接枝淀粉,工艺简单、易于控制。研究了反应温度、L-乳酸与玉米淀粉质量比、反应时间和催化剂用量等对产物接枝率的影响,采用FTIR,1H-NMR和SEM对接枝产物进行了表征。结果表明:原位溶液合成产物为聚乳酸接枝淀粉;其最佳工艺条件的反应温度为95℃,L-乳酸与玉米淀粉质量比为3∶1,催化剂为乳酸用量的1%(质量分数),反应时间11 h,聚乳酸接枝率可达到14.81%,淀粉颗粒表面聚乳酸包覆均匀。     

桐酸接枝改性杨木纤维的制备及其表征

以吡啶为溶剂、4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,采用桐酸酰氯(EACl)对杨木纤维(PWF)表面接枝改性。研究了反应物料配比、反应温度、反应时间及催化剂用量对杨木纤维改性反应的影响,并通过接触角测量、元素分析、红外光谱(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)表征了改性杨木纤维的结构与性能。实验结果表明:以EACl与PWF活性羟基摩尔比4∶1,催化剂DMAP用量为杨木纤维质量的1%,反应温度80℃,反应时间6 h制备的桐酸接枝改性杨木纤维的质量增加率(W)为130%;改性后杨木纤维的疏水性增强。     

硫酸铝添加对瓦楞纸表面施胶的影响规律及机理探讨

目的探讨表面施胶淀粉中添加硫酸铝对瓦楞纸强度性能和抗水性能的影响规律及机理,为更好地在表面施胶过程中合理应用硫酸铝,进而改善纸张性能提供理论支持。方法先通过实验考察硫酸铝对淀粉胶液pH值、粘度,以及纸张强度和抗水性能的影响,再通过对淀粉胶膜进行DSC检测和SEM观测,探讨硫酸铝影响纸张施胶的机理。结果硫酸铝的添加会显著降低淀粉胶液的pH值和粘度;在一定用量范围内,添加硫酸铝可明显改善纸张强度,且其最佳质量分数为6%;纸张抗水性能随硫酸铝含量的增加呈先增加后降低的趋势,其最佳质量分数在3%左右;添加硫酸铝的淀粉膜表面覆盖有一层纳米级的硫酸铝结晶,且玻璃化温度比原淀粉膜高。结论淀粉膜表面纳米硫酸铝结晶层的存在以及其玻璃化转变温度的升高会影响纸张表面施胶效果,是改善其强度性能的重要原因。     

磺化聚醚砜上浆剂对碳纤维/聚醚砜复合材料界面性能的影响

为了提高碳纤维(CFs)增强热塑性树脂聚醚砜(PES)复合材料的界面结合力,对PES进行磺化改性,得到磺酸基聚醚砜(SPES)制备的CFs上浆剂,研究了SPES上浆剂对CFs/PES复合材料界面性能的影响和上浆剂质量分数对CFs/PES复合材料的作用效果。结果表明:经过SPES上浆的纤维毛丝量降低、耐磨性提高。同时FTIR和XPS分析表明:SPES中的—SO3H基团与CFs表面微量的活性官能团发生了化学反应,提高了增强体CFs与基体树脂PES间的黏连。当上浆剂含量为1wt%时,CFs/PES复合材料的层间剪切强度(ILSS)提高最显著,比未上浆改性的CFs/PES复合材料的提高了24%。SEM照片证实在此浓度下CFs与PES结合更加紧密。动态力学热分析(DMTA)结果亦证明1wt%的SPES上浆剂提高了CFs/PES复合材料的玻璃化转变温度。     

磺化聚醚醚酮上浆剂的制备及其对碳纤维性能的影响

目的 制备一种热塑性上浆剂,以期改善碳纤维的表面性能以及单丝拉伸性能。方法 通过直接磺化法制备磺化聚醚醚酮水性上浆剂,并通过喷涂法对未上浆的T300碳纤维进行上浆处理,研究制得上浆剂的结构特征、性能以及其对碳纤维性能的影响。结果 制得磺化聚醚醚酮的磺化度约为74%,以此为主浆料配制的水性上浆剂具有良好的成膜性和储存稳定性。经上浆处理后,碳纤维表面形成了连续的磺化聚醚醚酮上浆层,表面官能团含量明显增加,树脂微滴在纤维表面的接触角降低。此外,上浆层可以弥补纤维表面的部分缺陷,使得上浆后碳纤维的单丝拉伸强度提高了5%。结论 磺化聚醚醚酮上浆剂可以有效改善碳纤维的表面性能及单丝拉伸性能。     

碳纤维上胶剂丙烯酸酯环氧复合乳液及应用

采用自乳化法制备了甲基丙烯酸羟乙酯改性水性聚氨酯（AWPU）乳液,并与环氧（EP）乳液混合,通过红外、差示扫描量热法和热重法表征了AWPU、EP、AWPU-EP乳液在上胶过程中发生的化学反应及其耐热性能。结果表明：在温度低于300℃时,AWPU-EP复合乳液的热失重介于AWPU乳液与EP乳液之间;当温度高于350℃时,AWPU-EP复合乳液具有较好的耐热性,其最大失重速率温度由EP乳液的312.8℃和AWPU乳液的321.6℃提高到410.2℃。用AWPU质量分数为20%和80%的AWPU-EP复合乳液分别对碳纤维上胶时,所得碳纤维的集束性较好,耐磨性能优于用EP乳液上胶的碳纤维。     

接触角和质量分数对液滴冻结过程的影响

本文通过FLUENT软件的凝固/熔化模型,模拟了接触角及质量分数对纯水和氯化钠溶液在冷表面冻结过程的影响,选择铜片为亲水表面,纳米膜表面为疏水表面,对液滴在不同表面特性条件下的冻结过程进行实验研究。结果表明：液滴在冷表面的冻结特性与接触角、质量分数有关。当溶液质量分数一定时,接触角越小,液滴冻结速度越快,完全冻结时间越短;在冻结过程的初始时刻,接触角越小,液滴底部温度越低;当冻结时刻相同、液滴高度一致时,液滴表面的温度和液相分数均比液滴内部低;接触角相同时,溶液质量分数与液滴的开始冻结温度成反比,与完全冻结时间成正比。对比实验结果与模拟可知,不同质量分数的氯化钠液滴在接触角为60°和100°时,冻结时间的变化趋势一致,但实验值大于模拟值。     

转相乳化法制备乙烯基酯树脂炭纤维上浆剂

以乙烯基酯树脂与端环氧基反应型液态丁腈橡胶为主浆料,采用转相乳化法制备乳液型炭纤维上浆剂.探讨乳化剂种类、质量比、乳化温度、搅拌速率和溶剂对乳液性能的影响.结果表明:当乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚磷酸铵与蓖麻油聚氧乙烯醚质量比为3∶1,乳化剂质量分数为主浆料的10%、乳化温度为50℃、搅拌速率为10000r/min、苯乙烯质...     

水溶性聚己内酰胺磷酸酯盐的制备与性能研究及应用

为获得具有良好表面活性的水溶性改性聚己内酰胺(PA6),利用脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯对PA6进行改性。研究了反应物质量比、反应时间、反应温度等工艺条件对产物水溶性、黏度、表面活性、接触角及热稳定性等性能的影响,得到了水溶性PA6合成的最佳工艺条件。使用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对产物结构进行表征。利用场发射扫描电镜对碳纤维表面形貌进行表征。结果表明:最佳工艺条件下改性产物热稳定性较好,500℃时未改性PA6几乎完全分解,8102PK的残留率为24.12%,而8102PPAK的残留率达到27.59%;其1%水溶液的表面张力为22.6mN/m,具有良好的表面活性;使用1%乳液对碳纤维上浆处理后,碳纤维与水的接触角达到51.23°,与改性前85°相比,纤维表面亲水性提高。当上浆浓度和施覆量分别在1%和4mg/g时,碳纤维表面形成一层均匀的浆膜,纤维表面粗糙度达到最小,纤维表面的缺陷得到修复。     

Effects of film forming and hydrophobic properties of starches on surface sized packaging paper

The effect on mechanical and barrier properties upon addition of glycerol to temperature‐responsive hydrophobically modified (HM) potato starch was studied on free films. The addition of glycerol lowered the glass transition temperature, the storage modulus, and the water vapor permeability (WVP) for the HM starch films. The HM starch phase separates upon cooling below an upper critical temperature into a solid and a liquid phase. Adding glycerol to the warm starch solution had an inhibiting effect on the particulate precipitation. Substrates surface sized with HM starch with various amounts of glycerol were investigated with respect to barrier properties; WVP, contact angle and Cobb values. Hydroxypropylated starch was used as a reference. Cobb values and WVP results on surface‐sized substrates indicated that the film formation properties of the starches were of great importance for the final surface properties. Good film formation properties were essential for the gas barrier and water resistance while they were less important for high contact angles. The WVP decreased as the glycerol content of the sizes increased, but no sufficient water vapor barrier could be obtained. The HM starches investigated in this work provided good oxygen barrier and the contact angles indicated a hydrophobic character of the surface. The role of the precipitate was investigated, and surface sizing with the precipitate gave low WVP and high contact angles despite its poor film‐forming properties under the experimental conditions. Cobb60 values were slightly improved for HM starch with increasing glycerol content over glycerol‐free sizing. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

纳米SiO2改性炭纤维乳液上浆剂的性能评价

采用纳米SiO₂改性环氧树脂乳液上浆剂和未改性乳液上浆剂对聚丙烯腈(PAN)基炭纤维进行表面上浆。通过静置沉淀法和光学显微镜评价了两种乳液的稳定性。利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线能谱仪(EDS)、 原子力显微镜(AFM)和动态接触角测试仪(DCAA)研究了未上浆、 未改性和改性上浆炭纤维的表面性能, 并用单纤维碎裂法探讨了上浆剂对炭纤维与环氧树脂界面黏结的影响。结果表明: 未改性和经纳米SiO₂改性的两种乳液粒径较小, 稳定性较好, 而前者优于后者。上浆后, 炭纤维表面的粗糙度和表面能都增大, 而且最大值出现在改性乳液上浆炭纤维的表面。改性乳液上浆单纤维复合材料拥有最大的界面剪切强度(IFSS), 比未改性上浆的高出27.2%; 改性上浆炭纤维与基体的调和平均黏结功(W(h)_a )和几何平均黏结功(W(g)_a )也分别高出未改性上浆的12.7%和11.7%。