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第 8 期 费贵强，等: 水可分散型多异氰酸酯的制备与应用 ·1399·

为了进一步说明 CA 含量对施胶剂乳液稳定性 由图 5 可知，随着 CA 含量增加，—NCO 质量
的影响，通过动力学稳定指数 TSI 分析 CA 含量对 分数先增加后减小。CA 含量增加，P(VP-co-BA-
WD-HDIT 乳液稳定性的影响。TSI 越大，光强度的 co-CA)包裹 HDI 三聚体能力增强，降低了—NCO 与
变化越大，体系稳定性越差。CA 质量分数对乳液稳 水的接触几率，因此—NCO 含量增加。当 CA 质量
定性的影响见图 4。 分数为 1.6%时，高分子表面活性剂中存在 CA 自聚
体，对 HDI 三聚体的包裹能力减弱，使得—NCO 易
与水反应，—NCO 质量分数减小。因此，CA 质量
分数为 1.3%时，—NCO 质量分数达 8.9%。此外，
多异氰酸酯与水反应时间在 7.0 h 内时，—NCO 质
量分数维持不变，反应时间超过 8 h，—NCO 质量
分数快速下降。因此，WD-HDIT 的适用期为 7 h。
2.4 多异氰酸酯（HDI 三聚体）含量对纸张强度的
影响
WD-HDIT 可作为一种纸张施胶剂，提高纸张的
抗张强度和耐折度。WD-HDIT 乳液在表面施胶干燥

图 4 CA 质量分数对乳液稳定性的影响 过程中，实现了破乳，破乳机理如下所示。
Fig. 4 Effect of mass fraction of CAon the emulsion stability

由图 4 可知，CA 质量分数增加至 1.3%时，
P(VP-co-BA-co-CA)中亲水基团含量增加，高分子表
面活 性剂 乳 化 HDI 三 聚 体 能 力增加 ；另 外，
P(VP-co-BA-co-CA)上携带 HDI 三聚体含量增加，
游离的 HDI 三聚体含量减小，有利于高分子表面活

性剂乳化。因此，CA 含量增加，WD-HDIT 乳液稳
在干燥过程中，乳液内相中的 HDI 三聚体与外
定性变好，TSI 减小。当 CA 质量分数为 1.6%时，
相中的水分子反应时，使得原有的聚合物骨架结构
P(VP-co-BA-co-CA)中 CA 自聚物与 HDI 三聚体反应
塌陷，破乳产生 P(VP-co-BA-co-CA)与 HDI 三聚体
形成大分子网状结构，易于沉降；同时 P(VP-co-BA-
的反应产物以及 HDI 三聚体的聚集体。破乳产生的
co-CA)中亲水基团含量降低，高分子表面活性剂乳
多异氰酸酯基团可与纸纤维上羟基以共价键固化纤
化 HDI 三聚体的能力减弱，TSI 增大，WD-HDIT 维形成网络结构，增强纤维之间的作用力，提高纸
乳液稳定性变差。因此，CA 质量分数为 1.3%时，
张强度。
WD-HDIT 乳液 TSI 为 0.36，乳液稳定性最好。
HDI 三聚体含量对纸张耐折度和抗张指数影响
2.3 CA 含量对 WD-HDIT 乳液适用期的影响
见图 6。
乳液适用期是衡量乳液活性的重要因素。通过
检测 WD-HDIT 乳液中—NCO 质量分数随时间的变
化确定乳液适用期，CA 质量分数对乳液适用期的影
响见图 5。

图 6 HDI 质量分数对纸张耐折度和抗张指数的影响
Fig. 6 Effect of mass fraction of HDIon the folding endurance
and tensile strength of paper

图 5 CA 质量分数对乳液适用期的影响 由图 6 可知，随着 HDI 三聚体质量分数的增大，
Fig. 5 Effect of mass fraction of CAon the pot life of emulsion 纸张耐折度和抗张指数均先增大后减小。HDI 质量