Page 209 - 《精细化工》2022年第11期

第 11 期 张 琦，等: 壳聚糖季铵盐交联酰胺共聚物的制备及应用 ·2359·

着 DETA 用量的增多，胺酸分子会有更大的几率发 分子疏水层，避免纤维因吸水润胀而破坏纤维间的
生碰撞，聚酰胺的分子链变长，使得 CC-GPPC 共聚 氢键结合，从而增强了纸张强度。当 n(GMA)/n(AA)=
物在纸浆纤维间的桥联作用更为显著。当 n(DETA)/ 0.9 时，其与酰胺分子链上的反应位点基本达到饱
n(AA)=1.1 时，所抄纸张强度性能优越，纸张干、 和，但过量的 GMA 会发生自聚导致絮凝结块，使
湿抗张指数分别达到最大值 52.99 和 16.82 N·m/g， CC-GPPC 聚合物溶液黏度增大，妨碍与纤维间的结
但因聚酰胺为直链水溶性大分子且黏度高，当 合，从而导致纸张强度有所下降，故 GMA 最佳的
DETA 用量过大时，反应过程中容易形成 DETA 封 添加量为 n(GMA)/n(AA)=0.9。由上述实验，得到
端的聚酰胺，从而阻止反应的继续进行，导致分子 CC-GPPC 的最佳制备条件为 CC 添加量为 1.0 g，
链延伸受阻 [13] ，最终表现为所制备的产物 CC-GPPC n(AA)∶n(DETA)∶n(GMA)=1∶1.1∶0.9，其中 AA
整条分子链变短，分子量减小，故 DETA 的最佳添加 用量为 0.1 mol，在该条件下制备的 CC-GPPC 用于
量 n(DETA)/n(AA)=1.1。 后续性能测试。

2.4 CC-GPPC 与 PAE 树脂应用性能比较
2.4.1 分子量分析
CC-GPPC 与 PAE 分子量对比结果见表 1。可以
看出，与 PAE 树脂相比，CC-GPPC 分子量更大，
其重均分子量为 74520，这是因为 GMA 提升了聚合
物支链长度，壳聚糖季铵盐增加了支链数量，形成
了众多支链结构，而这些支链相互交错，从而提高
了 CC-GPPC 聚合物的分子量。

表 1 CC-GPPC 与 PAE 分子量对比结果

Table 1 Comparison of molecular mass of PAE and
图 5 DETA 用量对纸张干、湿抗张指数的影响 CC-GPPC
Fig. 5 Effect of DETA dosage on dry and wet tensile index
of paper 样品名称 数均分子量 重均分子量 多分散系数
PAE 48766 53204 1.091
2.3.3 GMA 用量对纸张增强效果的影响 CC-GPPC 58401 74520 1.276
固定 n(DETA)∶n(AA)=1.1∶1，CC 添加量为
2.4.2 Zeta 电位分析
1.0 g，其他条件同 1.2 节，CC-GPPC 添加量为绝干 [14]
Zeta 电位能够有效表征纤维表面电荷 。图 7
纤维质量的 0.6%条件下，考察 GMA 用量对纸张增
为浆料系统电位随不同增湿强剂添加量（以绝干纤维
强效果的影响，结果见图 6。 质量计）的变化曲线。

图 6 GMA 用量对纸张干、湿抗张指数的影响 图 7 CC-GPPC 和 PAE 添加量对浆料 Zeta 电位的影响
Fig. 6 Effect of GMA dosage on dry and wet tensile index Fig. 7 Effect of CC-GPPC and PAE additive amount on fiber
of paper Zeta potential

由图 6 可见，随着 GMA 添加量的增加，纸张 由图 7 可见，当增湿强剂添加量为 0.4%时，纤
的干、湿抗张指数都呈现先增大后减小的趋势。这 维表面的 Zeta 电位仍为负值，但纤维表面的 Zeta
是因为，在成纸过程中的高温碱性条件下，GMA 的 电位随 CC-GPPC 和 PAE 用量的增加而升高，这是
环氧基与含有活泼氢的物质发生开环反应，且 CC- 因为，阳离子造纸添加剂在纸张纤维上吸附的主要
GPPC 分子间发生自交联反应，在纤维表面形成高 推动力本质上是静电力。在添加量相同的条件下，