环保型无氯高支化湿强剂的制备与研究

通过三羟甲基硅烷(TMP)和硅烷偶联剂(KH560)同时改性聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)树脂,通过IR、SEM、Zeta电位仪、TG等表征方法对其结构、性能进行表征,探究了TMP及KH560用量对纸张干湿抗张强度及耐折度的影响,以及改性PAE用量对浆料Zeta电位的影响。结果表明,在打浆度为55°SR,湿强剂为1.0%的用量下进行抄纸,湿强度提高了60.37%,而干强度和耐折度分别提高了48.34%和11%,经处理后的纸张热降解残渣量分别增多了72.72%,74.44%,热稳定性也有一定程度提高。     

低有机氯含量PAE基纸张湿强剂的制备及性能评价

利用二乙烯三胺和己二酸为原料,对甲苯磺酸为催化剂合成聚酰胺,在聚酰胺和环氧氯丙烷的反应中加入三乙胺和阳离子改性剂,反应得到改性聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)树脂,将其用作纸张湿强剂,进行浆内施胶得到了改性PAE树脂施胶纸张。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)及溶液稳定性测试对改性PAE树脂的结构和稳定性进行了表征,讨论了温度和三乙胺用量对有机氯含量的影响、三乙胺及阳离子改性剂用量对改性PAE树脂施胶纸张物理性能的影响。结果表明,当温度为50℃、三乙胺用量为7.4%(相对于反应物总质量)、阳离子改性剂用量为24.6%(相对于反应物总质量)时,制备的改性PAE树脂中有机氯含量为0.067%(相对于PAE树脂总质量),低于国家标准规定的0.7%,并可在室温下稳定放置。当改性PAE树脂添加量为质量分数1.6%,其浆内施胶效果最佳,浆内zeta电位为-1.2mV,纸张接触角为63.56°,改性PAE树脂施胶纸张与原纸相比干抗张指数、湿抗张指数、撕裂指数和耐折度分别提高了41%、13%、32.8%和27%,纸张物理性能明显增强。     

水性环氧树脂改性聚乙烯亚胺的制备及其对纸张的增强作用

分别利用水乳性双酚A型环氧树脂(BAE)和水溶性甘油环氧树脂(GE)对聚乙烯亚胺(PEI)进行改性,制备出了具有强阳离子性的改性聚乙烯亚胺纸张增强剂.讨论了增强剂组成、添加量、助留剂等因素对纸张强度的影响,并用SEM对其纸样微观结构进行了表征.结果表明这两种环氧树脂的引入均可增加聚乙烯亚胺分子与纸纤维的结合强度,纸张湿强度从14.46%分别提高到了21.65%和22.84%.同时BAE改性PEI可使环压指数提高42%,GE改性PEI则能使耐折度提高10%以上.     

增湿强剂PAEP的制备及性能

采用聚乙烯醇(PVA)对传统湿增强剂聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)树脂进行化学改性,制备了一种PAEP湿增强剂。并在抄纸过程中引入PAEP与有机硼复合湿强剂,进一步增加纤维间的交联。采用IR、SEM、Zeta电位仪、TG对其结构、性能进行了表征;探讨了PAEP在纤维中的吸附行为,以及PAE、PAEP、PAEP-有机硼用量对纸张湿强性能的影响。结果表明,随着PAEP加入量由2.5 mg/g增加到30 mg/g,其在纤维中的饱和吸附量从2.33 mg/g增加到8.14 mg/g,吸附效率由93.2%降低到27.1%;与PAE相比,经PAEP、PAEP-有机硼处理后的纸张热降解残渣量分别增多122.67%,269.60%;当PAEP-有机硼中有机硼的质量分数为50%(以PAEP质量计,下同)时,纸张的干、湿抗张指数分别提高22.66%和79.46%,抗张指数保留率增加46.35%。在相同质量下,与阳离子聚丙烯酰胺和阳离子淀粉相比,PAEP-有机硼复合湿强剂亦具有较佳的增强效果。     

环氧化聚乙烯醇改性PAE湿增强剂的合成及作用机理

通过环氧化聚乙烯醇(PVA)对聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)湿增强剂进行改性,探讨了改性方式、改性剂的用量、改性树脂用量对纸张增强性能的影响。研究表明:PVA可以对PAE进行化学改性和物理改性,且化学改性优于物理改性。红外光谱图表明化学改性可以使PVA环氧化。GPC测定改性后的PAE树脂相对分子质量(简称分子量)为13508。SEM扫描电镜图显示,添加经环氧化PVA改性树脂的纸张,纤维间结合更紧密。当改性剂质量分数为16%,改性树脂添加量1%,与改性前相比,经环氧化PVA改性后的PAE树脂干增强指数提高了23.42%,湿增强指数提高了73.78%,耐折次数提高了201.10%,撕裂度提高了22.85%,耐破度提高了288.70%。     

偶联剂对玻璃纤维增强环氧复合材料吸湿及力学性能的影响

采用有机硅偶联剂KH550和KH560对玻璃纤维表面预处理或与基体混合,研究了偶联剂对玻璃纤维增强环氧复合材料(GF/E-51)的吸湿及力学性能的影响.结果表明,偶联剂KH550和KH560预处理法使平均吸湿速率分别下降了31.8%和59.4%,但对饱和吸湿量基本没有影响,而与基体混合则使饱和吸湿量分别增加了36.4%和17.1%;通过有机硅偶联剂KH550和KH560处理能显著提高干燥GF/E-51试件的层间剪切强度,而通过与基体混合,添加5%的KH550或KH560,使剪切强度分别提高了38.5%或55.6%;而通过对玻璃纤维表面预处理,KH550和KH560使剪切强度分别提高了16.9%和14.9%.但是,对饱和吸湿的GF/E-51试件,仅KH550对玻璃纤维表面预处理的一种GF/E-51试样的剪切强度提高了10.3%.     

邻甲酚醛环氧/改性凹凸棒土复合材料的制备

采用硅烷偶联剂KH560对提纯后的凹凸棒土(AT)进行改性,得到有机化凹凸棒土,并对其进行FTIR和TG表征,结果表明,KH560对凹凸棒土起到了良好的修饰改性作用。采用熔融复合法制备了AT质量分数为0～5%的邻甲酚醛环氧/凹凸棒土纳米复合材料(ECN/(KH560-AT)x),对其进行了扫描电镜(SEM)分析、动态力学分析(DMA)和热重分析以及力学性能测试。结果表明,KH560-AT的加入使复合材料断裂由脆性断裂向韧性断裂转变。ECN/KH560-AT复合材料的拉伸强度、冲击强度和Tg可比纯ECN分别高出54.12%、78.95%和37.5℃,KH560-AT的加入明显提高了复合材料的力学性能和耐热性。     

硅烷偶联剂改性酚醛泡沫塑料的制备和性能研究

以硅烷偶联剂KH–560作为增韧剂,制备了KH–560改性酚醛泡沫塑料,研究了KH–560含量对酚醛泡沫塑料性能的影响。结果表明,添加KH–560制备的改性酚醛泡沫塑料的性能得到明显提高,当KH–560质量分数(相对于参加反应苯酚的质量)为7%时,改性酚醛泡沫塑料的压缩强度、冲击强度和阻燃性均达到最大值,同纯酚醛泡沫塑料相比,分别提高了37%,68%和3.8%。当KH–560质量分数为5%时,改性酚醛泡沫塑料的粉化率最小,为1.6%。热失重分析结果表明,改性酚醛泡沫的热稳定性仅稍有降低,500℃时的质量保持率较纯酚醛泡沫塑料提高1%~3%,仍然保持优良的热稳定性。     

KH 560改性偏高岭土基地聚合物耐久性能研究

采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH 560)对偏高岭土基地聚合物进行改性，研究了KH 560用量对改性地聚合物制备的砂浆试件抗压强度、抗折强度、抗冻性能、抗硫酸盐腐蚀性能和结构密实程度的影响，并利用扫描电子显微镜、红外光谱、介孔分析等手段表征了产物结构。结果表明，添加适量KH 560能提高偏高岭土基地聚合物的抗压强度、抗折强度、抗冻性能、抗硫酸盐腐蚀系数和结构密实程度。对于KH 560改性地聚合物来说，随着KH 560用量从1%增至4%,抗压强度和抗折强度均逐渐降低，100次冻融循环后的质量损失率和抗压强度损失率升高，干湿循环28 d后的质量损失率升高、抗硫酸盐腐蚀系数降低，总孔容升高，介孔平均直径增大，结构的密实程度降低；当KH 560用量为1%时，改性地聚合物的耐久性能较佳，抗压强度为43.52 MPa,抗折强度为6.98 MPa, 100次冻融循环后质量损失率为4.47%、抗压强度损失率为17.76%,干湿循环28 d后的质量损失率为0.75%、抗硫酸盐腐蚀系数为0.93,总孔容为0.142 cm²/g,介孔平均直径为7.003 nm。     

GMCO/TiO_2复合改性有机硅苯丙树脂涂膜的制备及性能研究

利用马来酸酐和KH560对可再生资源蓖麻油进行改性,将—Si(OCH3)3引入到蓖麻油分子中得到了KH560和马来酸酐共改性蓖麻油(GMCO),利用核磁(1H-NMR)、全反射红外光谱(ATRFTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)对GMCO的结构进行了表征。以KH560作为偶联剂通过溶胶-凝胶法将GMCO和钛溶胶与有机硅苯丙树脂进行复配得到GMCO/TiO2复合改性有机硅苯丙树脂涂膜,通过全反射红外光谱(ATR-FTIR)对产物结构进行了表征,并进行了热重分析(TG)及涂膜性能测试,结果表明:成功地对有机硅苯丙树脂进行了改性,改性后的涂膜其稳定性得到了提高,钛原子的引入能提高涂膜的附着力,且GMCO的引入及其用量的增加能分别改善涂膜的柔韧性和疏水性。