Page 211 - 《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 ·2361·

结构，且壳聚糖分子结构中含有大量羟基和氨基，能 张指数 15.21 N·m/g）相比，CC-GPPC 纸张干、湿
与纤维表面的羟基形成氢键结合附着在纸张表面上， 抗张指数分别增加了 5.83%、10.58%，表明 CC-GPPC
当水分子进行润湿过程时，使得水分子短时间内难以 分子结构有利于更多氢键的形成，加之疏水性基团
进入纤维内部发生润胀或水解，从而导致纤维断裂， 环氧基的引入，纤维与 CC-GPPC 分子间的黏结力明
使纸页获得暂时性湿强，提高了纸张的抗水性能。 显增强。当 CC-GPPC 加入量为 0.6%时，纸张的湿
2.4.5 CC-GPPC 与 PAE 不同用量对纸张物性的影响 强度达到最大值，但加入量超过 0.6%后，多余的增
图 11 为 CC-GPPC 与 PAE 不同用量对纸张物性 湿强剂分子得不到结合，故纸张所表现出的增强效
的影响。 果不明显，且过量的化学助剂会导致造纸系统中泡
沫增多，浆料产生絮聚，降低产品质量。所以，
CC-GPPC 加入量 0.6%为最佳。在生产实际应用时，
应根据纸张物性的具体要求及其成本多方面衡量
CC-GPPC 浆内添加量。
2.4.6 纸张的微观形貌分析
对原纸和浆内添加增湿强剂的纸张纤维微观形
貌进行观察，结果如图 12 所示。

a—纸张的干抗张指数和湿抗张指数；b—纸张的耐破指数和撕
裂指数
图 11 CC-GPPC 和 PAE 不同用量对纸张物理性能的影响
Fig. 11 Effects of CC-GPPC and PAE different dosage on
physical properties of paper a、b—未添加助剂；c、d—添加 PAE；e、f—添加 CC-GPPC
图 12 添加不同增湿强剂的纸张表面宏观图（a、c、e）
由图 11 可见，随着增湿强剂用量的增大，浆内 和 SEM 图（b、d、f）
添加商用 PAE 树脂和 CC-GPPC 对纸张的物性有显 Fig. 12 Macrograph (a, c, e) and SEM images (b, d, f) of
paper surface with different wet-strength agents
著提升作用，但增幅越来越小。当 CC-GPPC 加入量
为 0.6%时，干抗张指数从原纸的 40.84 N·m/g 增加 由图 12a、b 可以看出，原纸中纤维排布散乱无
到 52.99 N·m/g，提高了 29.75%；湿抗张指数从原 序，各纤维间结合松散，间距较大，中间有较多空
纸的 9.31 N·m/g 增加到 16.82 N·m/g， 提高了 洞；从图 12c、d 中看出，经 PAE 树脂处理的纸张
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80.67%；撕裂指数从原纸的 10.27 mN·m /g 增加到 纤维间虽有交联，但仍有空隙；从图 12e、f 中可以
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14.57 mN·m /g，提高了 41.87%；耐破指数从原纸的 看出，浆内添加 CC-GPPC 的纸张表面更加致密，纤
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3.07 mN·m /g 增加到 3.70 mN·m /g，提高了 20.52%。 维间的孔洞明显变小，在纤维表层覆盖了部分不完
说明 CC-GPPC 可显著提高纸张物性，这主要是由于 整的薄膜，有效隔绝了纤维与外界空气及水的接触。
壳聚糖季铵盐交联酰胺共聚物后，延长了链状结构， 此外，基本保持了纸张原有的网孔结构，宏观上保
长链分子可任意贯穿于若干细小纤维间产生物理缠 留了原有的质感 [17] ，对纤维起到了加固作用，这是
结，同时增大了其分子量，使得架桥絮凝能力增强， 由于壳聚糖具有良好的成膜性，可有效防止水分子
有助于细小纤维的留着。此外，加入量为 0.6%时， 进入破坏纤维连接，且 CC-GPPC 的环氧基、氨基等
与商用 PAE 树脂（干抗张指数 50.07 N·m/g，湿抗 官能团与纤维之间产生了化学交联和氢键结合，从