Page 208 - 《精细化工》2020年第11期

·2354· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

从图 7 中可看出，随着—NCO 含量的增多，纸 纤维表面羟基交联，增强纤维牢固性，不易被水分子
张的耐折度和抗张指数呈先上升后下降的趋势， 溶胀，从而提高纸张疏水性。
PMP-3 施胶后纸张的耐折度和抗张指数最大，应用 2.9 施胶性能测试
效果优于其他施胶剂。这是因为，长链大分子中 HPA 由以上分析可知，合成的 4 种施胶剂中，PMP-3
含量增加，侧链引入—NCO 含量增多，较多的—NCO 施胶效果最优。将 PAIM-3 共聚物与市售施胶剂室
解封后与渗入纤维内部的 PVA 产生交联，包裹纸张 温放置，使其与空气充分接触，以澄清溶液开始变
纤维，填充纤维间隙，使纤维交织紧密，纸张耐折 混浊为异氰酸酯变质的依据，说明异氰酸酯的储存
度与抗张指数增大。当—NCO 含量过多时，分子链 期。在 1.2.2 节相同配方下，将 PVA 分别与 PAIM-3
上交联点增多，形成的网状大分子结构不能很好地 和市售施胶剂复配制得混合施胶剂，用纯木浆特种
渗入到纤维内部，导致与纸张纤维的交联数量减小， 纸进行涂布，通过测试纸张耐折度、抗张指数、撕
纸张耐折度与抗张指数相应减小。 裂指数及挺度，对比施胶剂的施胶性能，结果见表 4。
2.8 纸张接触角测试
表 4 施胶剂 PMP-3 与市售施胶剂的施胶性能
将 PMP-1、PMP-2、PMP-3 和 PMP-4 分别涂布
Table 4 Comparison of sizing performance between sizing
至木棉混浆纸，待纸张烘干后，测定 4 种纸样和原 agent PMP-3 and commercial sizing agent
纸的接触角，结果如图 8 所示。 项目 PMP-3 市售施胶剂

储存期/d ≥60 30
耐折度/次 4263 3296
抗张指数/(N·m/g) 73.45 55.51
2
撕裂指数/(mN·m /g) 11.51 9.43
挺度/mN 141 118
注：测试温度为 23 ℃，湿度为 50 RH%。

由表 4 可知，对比市售施胶剂，PMP-3 储存期
延长了 30 d，说明封闭异氰酸酯能有效保护—NCO

的活性，延长其储存期。与市售施胶剂施胶后的纸
图 8 施胶前后纸张的接触角 张相比，经 PMP-3 施胶后纸张的耐折度提高了
Fig. 8 Contact angle of paper before and after sizing
29.3%，抗张指数提高了 32.3%，撕裂指数提高了
由图 8 可以看出，随着—NCO 含量的增多，纸 22.1%，挺度提高了 19.5%。这是因为，施胶剂 PMP-3
张接触角在一定范围内呈先增大后减小的趋势。纸 中的封闭异氰酸酯不易失活，且—NCO 与纸纤维羟
张接触角可以反映纸张的疏水性能，水接触角越大， 基发生共价键交联，提高纤维之间的结合力，增强
纸张表面能越低，疏水性能越好 [22] 。与未施胶的原 纤维结构的牢固性，增强了纸张的耐折度、抗张指
纸相比，经 PMP 施胶后的纸张接触角出现明显的增 数、撕裂指数和挺度。自制施胶剂 PMP-3 可以达到
大。当共聚物 PAIM 中—NCO 含量增大到 7.9%时， 市售施胶剂施胶效果，有较好的应用前景。
纸张接触角达到 80.3°，这是因为，共聚物 PAIM 中 2.10 纸张形貌分析
含疏水基团 BA，遇水时疏水基团在纸张上形成低能 用 SEM 观察施胶前后纸样的形貌差异，结果如
表面，赋予纸张抗水性能，与此同时—NCO 可与纸 图 9 所示。

a—原纸；b—经 PMP-3 施胶后纸张；c—经市售施胶剂施胶后纸张
图 9 纸张纤维表面的 SEM 图
Fig. 9 SEM images of paper fiber surface