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技术知识

聚丙烯酰胺的改性

时间:2021-05-26 08:33:42点击:0

聚丙烯酰胺(PAM)是一种线性水溶性高分子,其衍生物可以用作絮凝剂、增稠剂、纸张增强剂、造纸助留助滤剂以及液体的减阻剂等,广泛应用于水处理、造纸等领域。

为了取得更好应用效果,人们研究了用天然高分子对丙烯酰胺进行改性,通过改性制得一些性能优良的系列产品。常用的改性方法是接枝共聚和交联,研究得较多的天然高分子有淀粉、纤维素、壳聚糖。国内外研究用这3种天然材料对丙烯酰胺进行改性已得了较大的进展,并且在一些领域取得了较好的应用效果。

(1)丙烯酰胺与淀粉接枝共聚

早期,研究较多的是在水或水-有机溶剂中用预幅射法使淀粉与丙烯酰胺接枝,并且形成大规模的制备方法。随着单体与淀粉配比的增加,接枝产物中的淀粉含量也提高。当单体与淀粉的摩尔比为1:1时,在剂量为(115-2)×10-2M gy幅射下,聚丙烯酰胺的含量可达25%。在水介质中。同时幅射法比预辐射法会产生更多的未参加接枝的聚丙烯酰胺。

淀粉和聚丙烯酰胺都是常用的造纸助剂,聚丙烯酰胺具有用量少、效果好的优点,而淀粉来源丰富,价格低廉。它们单独使用时易引起纸页强度下降。利用淀粉与丙烯酰胺接枝共聚物中的羟基与纸页纤维素的羟基形成氢键,可增加纸页纤维间键的数目,提高纸页中纤维间结合力,达到提高纸页强度的目的。研究表明,淀粉含量为15%-20%的淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的增强效果优于单独使用丙烯酰胺或淀粉,且价格比聚丙烯酰胺便宜。

(2)丙烯酰胺与纤维素的接枝共聚

在纤维素上接枝丙烯酰胺早有报道。以高碘酸钠-硼氢化钠或次氯酸钠处理后的棉短绒在盐引发下与丙烯酰胺接枝共聚,发现接枝速率随体系中羟基含量的增加而变快。有人研究了由S2O8-引发丙烯酰胺与甲基纤维接枝。结果表明,随着引发剂浓度的增加,接枝率增加,当引发剂浓度为317×10-4mol/L时接枝产率达较高。纤维素与丙烯酰胺接枝共聚时,可能产生丙烯酰胺均聚物,文献报道,添加少量二乙烯基单体进行交联并利用惰性溶剂作为反应介质,可以达到减少均聚物的目的。

(3)壳聚糖与聚丙烯酰胺交联

近年来国内外对壳聚糖这一天然资源的研究开发日益活跃,特别是在造纸工业中研究应用壳聚糖作造纸助剂方面的报道较多。壳聚糖的化学结构式与纤维素相似,溶解时采用的酸性介质与纸机纸时的酸性介质相近。壳聚糖的成膜性和化学结构特性可以使纸张纤维间耐水性键得到加固,从而使纸张表面强度和内在强度提高,并提高表面平滑度和抗水性。如纸面用1%壳聚糖处理后,纸张的抗撕力强度和耐性大大加强,但不影响纸张的光泽度。