聚丙烯酰胺的助留作用在造紙業(yè)的應(yīng)用

        目前國內(nèi)外聚丙烯酰胺（PAM）產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)均為線性結(jié)構(gòu)，在使用過程中，聚合物分子在纖維表面會發(fā)生吸附、重構(gòu)和擴(kuò)散等作用，降低使用效果。且在實(shí)際操作中，線性PAM溶解較困難。而支化聚合物的電荷衰減行為不同于線性聚合物，不會發(fā)生重構(gòu)和擴(kuò)散過程。且由于支化聚合物的黏度只與單臂的分子結(jié)構(gòu)及相對分子質(zhì)量有關(guān)，因此，其黏度低、溶解快、使用方便。以硝酸鈰銨和多羥基有機(jī)物組成氧化還原引發(fā)體系依法AM自由基聚合，制備了星形聚丙烯酰胺絮凝劑。并由NMR和SEC圖譜計算出其平均臂數(shù)為3.2。

由于漿料中帶有負(fù)電荷的細(xì)小纖維，填料必須借助于具有一定陽離子電荷密度的聚合物才能留著于呈負(fù)電荷的纖維上，因此，尋找更為有效的陽離子聚合物是非常有意義的研究合體。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，采用季戊四醇為支化劑，并與硝酸鈰銨組成氧化還原引發(fā)體系，引發(fā)丙烯酰胺和季銨型陽離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨進(jìn)行自由基聚合，制備了星形結(jié)構(gòu)的陽離子型聚丙烯酰胺，并研究了其助留助濾效果，以期為開發(fā)新型結(jié)構(gòu)的造紙濕部助劑提供理論依據(jù)。

    聚丙烯酰胺自20世紀(jì)50年代引人造紙工業(yè)作為添加劑以來已有四十多年的歷史，是水溶性合成聚合物中用量最大，應(yīng)用最為廣泛的品種，被稱為標(biāo)準(zhǔn)的“造紙助劑”。采用不同的聚合工藝，引入不同的官能團(tuán)，可得到一系列不同分子量和電荷密度的聚合物，造紙工業(yè)作為聚丙烯酰胺消耗較大的行業(yè)在干強(qiáng)度改善、填料留著、自水澄清方面廣泛應(yīng)用。過去用于改善紙張干強(qiáng)度主要采用陰離子型聚丙烯酰胺。近年來由于廢紙再生漿的應(yīng)用，漿料及自水系統(tǒng)中雜離子的含量相對提高，對紙的抄造影響極大，所以高聚合物分子鏈上既帶有陰離子功能團(tuán)，又帶有陽電子功能團(tuán)的兩性聚丙烯酰胺的開發(fā)越來越受到人們的重視，特別是由于它與成本低廉的陽離子淀粉的協(xié)同效應(yīng)，在使用成本方面具有較大優(yōu)勢。

    聚丙烯酰胺引入陽離子基團(tuán)常常通過霍夫曼降解、曼里奇反應(yīng)或者與改性三聚氰胺樹脂水溶液在鹽酸作用下反應(yīng)制得。這一類制備方法由于產(chǎn)品功能團(tuán)品種單一，反應(yīng)不易控制，有效成分低且生產(chǎn)時三廢污染大，目前國外已基本淘汰。國外采用陽離子型單體如甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(簡稱DMC)或二甲基二烯丙基氯化銨(簡稱DADMAC)等共聚合成引人陽離子基團(tuán)。

但在國內(nèi)由于原料價格居高不下的原因較少采用。本文采用改性丙烯酰胺與丙烯酸、丙烯腈在氧化還原體系下共聚，腈基用促進(jìn)劑MPA氨解引入陽離子基團(tuán)的方法合成兩性聚丙烯酰胺。反應(yīng)易于控制，所獲得的聚合物穩(wěn)定性良好，特別是與取代度0．03的陽離子淀粉復(fù)合用于紙張增強(qiáng)具有良好的協(xié)同效應(yīng)。

我廠2008年開始兩性聚丙烯酰胺的研制，當(dāng)年完成小試、中試。產(chǎn)品經(jīng)紙廠應(yīng)用，其紙張的耐折度、挺度、裂斷長等各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)符合質(zhì)量指標(biāo)。  紙廠紙杯原紙生產(chǎn)線上應(yīng)用，增強(qiáng)效果很好，得到了用戶的好評。