2 结果与讨论
2. 1 不同固含量的水性光敏树脂涂布效果
控制 涂 布 量 在 15 g/ m
2
( 固 含 量 ) 左 右 改 变 水
性环氧树脂 的 固 含 量 , 所 得 的 涂 布 纸 的 各 项 物 理
指标见表 1 。
表
1
不同固含量的水性光敏树脂涂布后纸张的物理指标
固含量
/
%
裂断长
/
km
湿裂断长
/
km
耐破度
/
kPa
耐折度
/
次
撕裂度
/
mN
湿干强度比
/
%
90
3. 888
0. 596
275. 00
135
3. 11
15. 3
80
3. 103
0. 486
230. 00
105
2. 98
15. 6
70
2. 873
0. 421
195. 75
97
2. 81
15. 0
60
2. 633
0. 394
174. 75
87
2. 92
18. 0
50
2. 888
0. 548
179. 25
115
3. 02
18. 9
40
3. 413
0. 670
188. 67
190
3. 39
19. 6
30
3. 390
0. 560
169. 58
151
2. 97
16. 5
20
3. 310
0. 498
151. 25
81
2. 34
15. 0
10
3. 170
0. 375
120. 25
63
1. 88
11. 8
0
1. 617
0. 119
75. 50
13
2. 34
7. 36
由表 1 可以看出 ,水性环氧树脂涂布可以起到明
显增强纸张物理强度的效果 。当固含量从 20 %变化
到 90 %时 ,所得涂布纸张的湿/ 干强比均大于 10 %固
含量的效果 ,达到了做为纸张湿强剂的要求 。由表 1
可知 ,当固含量为 40 %时 ,湿/ 干强度比达到最大值
19. 6 % ,其中干强度增加到空白样的 2 . 11 倍 ,湿强增
加到 5. 6 倍 ,耐破度增加到 2. 5 倍 ,耐折度增加最为显
著 ,是空白样的14. 6倍 ,撕裂度也提高到空白样的1. 45
倍 ,效果比较理想 。
水性光敏树脂对纸张起到增强作用是由于树脂渗
透到纸张内部纤维中间或纤维毛细管内 ,经紫外光固
化在其间起到交联作用 。本实验中固化深度主要受到
溶液固含量和固化时间两个因素的影响
[ 6 ]
。由表 1 可
以看出随着固含量的变化 ,纸张的物理强度的变化呈
现一定的规律性 。在固含量由 70 %到 90 % ,随着固含
量的增加纸张的各项物理强度也都成递增趋势 。这可
能是由于随着固含量增加 ,树脂的用量就增加 ,它们快
速固化在纤维中间或纤维毛细管内起交联作用 ,从而
增强了纸张的物理强度 。
水性环氧树脂的固含量不同对纸张固化速度的影
响见表 2 。
表
2
不同固含量对纸张的固化速度的影响
固含量
/ %
90
80
70
60
50
40
30
20
10
固化时间
/ s
1. 5
1. 5
2. 5
4 . 5
4 . 5
7
15
20
30
从表 2 看出在此范围内 ,固含量越高 ,水性光敏树
脂在纸张上的固化速度越快 ,当固含量为 70 %时 ,固
化时间还不到 3s 。这是因为固含量高 ,相同量的涂布
液中的双键含量就很高 ,固化速度就加快 。同时 ,从表
1 中我们发现当固含量由 70 %下降到 40 %时 ,纸张的
物理强度没有因为固含量的减少而下降 ,反而提高了 ,
这可能是由于一方面溶液稀释了 ,使得其对纸张的渗
透性增强了 ,树脂更好地渗透到了纸张内部的纤维上 ;
另一方面是由于当溶液进一步稀释时 ,纸张涂布后含
水量增大 ,所以在固化的同时还要对纸张进行较长时
间的烘干 ,这样一来就增加了固化时间 。如表 2 所示 ,
当固含量降到 40 %时 ,光固化时间较固含量为 90 %时
增长了 4 倍 。
已有研究表明固化深度受固化时间影响 ,在一定
范围内会随着固化时间的增加而增加
[ 6 ]
。在渗透性增
强和固化时间增加的共同作用下纸张的物理强度又增
加了 。但是固化时间对固化深度的增强作用只在一定
的时间范围内随辐射时间增加而增大 ,过了这段时间
以后就趋于稳定 。本研究的实验结果也验证了这一
点 ,当固含量继续下降 ,浓度进一步降低时 ,虽然此时
光固化时间成倍增加 (见表 2) ,纸张的物理强度还是
开始下降 ,因为这时起主导作用的是涂布液的浓度 ,固
化时间的影响已趋于稳定 。
由表 2 可以看出固含量在 90 %～70 %时 ,固含量
变化对固化速度的影响不大 。这可能是因为固含量对
固化速度的影响有两方面 :首先 ,由于空气中氧气的存
在对光固化是有副作用的
[ 7 ]
,而固含量降低 ,水对氧的
阻隔作用较明显 ,氧阻聚大大降低 ,使固化速度提高 ;
其次 ,固含量降低 ,相同量涂布液中的双键含量降低 ,
又使固化速度减小 。因此 ,在此范围内 ,很难总结出固
含量对固化速度的影响规律 。总的来说 ,固含量高的
固化速度快一些 。
2. 2 水性环氧丙烯酸光敏树脂作为湿部添加剂的效
果
2. 2. 1 水性环氧丙烯酸光敏树脂用量的影响
表
3
不同添加量的水性光敏树脂湿部添加后纸张的物理指标
添加量
/
%
裂断长
/
km
湿裂断长
/
km
耐破度
/
kPa
耐折度
/
次
撕裂度
/
mN
湿干强度比
/
%
0
1. 617
0. 119
75. 50
13
2. 34
7. 36
0. 1
1. 746
0. 206
80. 30
17
1. 88
11. 8
0. 2
2. 103
0. 315
97. 25
25
2. 34
15. 0
0. 3
2. 756
0. 456
125. 58
32
2. 97
16. 5
0. 4
3. 043
0. 596
139
43
3. 39
19. 6
0. 5
2. 888
0. 548
149. 25
45
3. 02
18. 9
0. 6
2. 633
0. 394
134. 75
47
2. 92
18. 0
0. 7
2. 873
0. 421
125. 75
42
2. 81
15. 0
1. 0
2. 888
0. 442
115. 00
35
3. 11
15. 3
表 3 为不同添加量的水性环氧树脂湿部添加抄纸
—
9
—
水性环氧丙烯酸光敏树脂在制浆造纸中的应用