纸浆纤维素具有高度的亲水性。通常,不经过任何处理的纸张被水湿透后,纤维即失去其绝大部分强度,如果在纸张中添加一些增强剂(也称湿强剂或施胶剂),就可以使纸张在被水湿润后仍具有可以满足使用要求的机械强度。目前,湿强剂被广泛应用于餐巾纸、牛皮纸、照相原纸、钞票用纸、农用育苗纸、液体包装纸及户外广告用纸等纸张的生产中。但传统的纸张湿强剂三聚氰胺-甲醛树脂、尿素-甲醛树脂等由于含有大量的游离甲醛,对人们的身体健康造成危害,近年来在国外已经禁用。因此,无毒或低毒的纸张湿强剂的研究逐渐引起了人们的广泛兴趣,有人提出用其他醛类代替甲醛合成树脂的设想,以避免甲醛污染]。我们选用乙二醛代替甲醛合成了三聚氰胺-乙二醛树脂,并对其合成条件和湿强性能进行了研究。

   实验部分

   1　主要试剂和仪器

   试剂:三聚氰胺,分析纯,天津市化学试剂公司分公司;乙二醛,质量分数为40%的水溶液,中国成都金山化工试剂厂。

   仪器:NDJ-1型旋转黏度计,上海精密科学仪器有限公司。

   2　合成及其条件选择

   2.1　初步确定反应影响因素

   首先以n(三聚氰胺)∶n(乙二醛)=1∶3进行反应,在酸碱条件下均迅速固化为白色固体。逐渐减小配比,反应在碱性条件下仍固化,但在酸性条件下可以顺利进行。继续减小配比,直至在酸碱条件下均可顺利反应。从实验可以看出,碱性条件下的产物与相同配比的酸性产物比较,颜色呈深色。

   在反应过程中,用玻璃棒沾取少许反应物,冷却后有白色固体析出,为未反应的三聚氰胺。随反应时间增加,其析出的白色固体逐渐减少,反应3h后,再无白色固体析出。继续反应,当反应超过4h后,产物颜色明显加深,呈黄褐色。所以,初步确定反应时间为3.5h。逐步升高反应温度,发现在90℃左右反应,产物同样会出现颜色过深的现象。因此,在正交条件实验中,确定反应时间为3.5h,选取物料配比、pH和反应温度为主要考察因素。

   2.2　实验步骤

   将原料按一定配比倒入250mL三颈瓶中,调节pH到预定值,反应3.5h后,倒入干净的烧杯中,调节pH至中性,密封保存。

   2.3　黏度测定

   用NDJ-1型旋转黏度计测定产物在40℃时的黏度。

   2.4　湿强效果测定

   采用纸张表面浸润树脂的方法考察其被水浸润后强度方面的变化。用标准滤纸在质量分数为5%的产物水溶液中浸泡2min后,取出,烘箱中于80~90℃下烘干固化。取出上述处理过的滤纸,将其放在水中浸透,覆盖于小烧杯口上,用橡皮筋扎紧,取内径1.5cm、高2m的玻璃管直立于湿纸样上,将铅粒从管口缓慢倒入,直至将湿纸样压破为止。同时记录倒入铅粒的质量。对未处理过的纸样进行了相同试验,发现其在玻璃管自身的质量下即已被压破。

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