所得的各项物理指标 ,从中可以看出 ,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 0. 2 %变化到 1 %时 ,所得涂布纸张的湿/ 干强比均
大于 15 % ,达到了做为纸张湿强剂的要求 。当加入量
为 0. 4 %时 ,湿/ 干强比达到最大值 19. 6 % ,其中干强
度增加到空白样的 1. 88 倍 ,湿强增加到 5. 01 倍 ,效果
比较理想 。
2. 2. 2 p H 值的影响
表
4
p H
对水性环氧丙烯酸光敏树脂湿部添加效果的影响
p H
值
抗张强度
/
km
湿强度
/
km
耐折度
/
次
耐破度
/
k Pa
4
2 . 199
0 . 314
17
137
5
2 . 984
0 . 456
33
163
6
3 . 043
0 . 596
43
139
7
2 . 203
0 . 306
27
126
8
2 . 021
0 . 301
21
122
由表 4 可知 ,水性环氧丙烯酸光敏树脂湿部添加
效果受 p H 的影响 ,最佳使用 p H 值为 5～6 。这是因
为我们合成的水性树脂属于阴离子型的 ,所以在使用
过程中需要添加硫酸铝来调整溶液中的电荷数 。研究
表明 ,在较低的 p H 范围内 ,铝离子的吸附量较低 ,这
是由于在这一区域中 ,具有六个水分子的水合铝离子
[ Al ( H
2
O)
6
]
3 +
与纤维的羧基进行了有限量的离子交
换 。随着 p H 值的增加 ,[ Al ( H
2
O)
6
]
3 +
发生进一步水
解 ,释放出 H
+
,从而与预聚体上的 N - H 结合而增加
其溶解性和分散能力 。当 p H 值大于 5～6 时 ,纤维对
铝离子的吸附得到进一步增强 。但是当 p H 为 7～8
时 ,硫酸铝容易转化为胶体氢氧化铝沉淀 [ Al (O H)
3
( H
2
O)
3
]与预聚体结合的能力下降
[ 7 ]
。
2. 2. 3 紫外光固化顺序对抄片强度性质的影响
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 。为了研究紫外光固化
顺序对抄片强度的影响 ,我们做了两个实验 ,一个是
抄片后先烘干再紫外固化 ,得纸样 1 ,另一个是抄片
后立即紫外光固化然后再烘干 ,得纸样 2 。实验结果
对比见表 5 。
表
5
紫外光固化顺序对纸页物理指标的影响
裂断长
/
km
湿裂断长
/
km
撕裂度
/
mN
耐破度
/
k Pa
耐折度
/
次
纸样
1
2 . 073
0 . 185
2. 80
136
14
纸样
2
3 . 143
0 . 367
3. 21
174
32
实验证明 :先经紫外固化再烘干的纸样的物理强
度要明显优于先烘干再进行紫外固化的纸样 。这主要
是由于两方面的原因 :首先 ,由于空气中氧气的存在对
光固化是有副作用的
[ 7 ]
,而水对氧的阻隔作用较明显 ,
氧阻聚大大降低 ,使固化程度提高 ,所以应在烘干之前
紫外固化 ;其次 ,光敏树脂经过紫外光照射快速固化交
联是需要光引发剂起作用才可行的 ,而光引发剂在烘
干的过程中很多都挥发掉了 ,这样一来 ,沉聚在纤维上
的光敏树脂的反应效率就降低了 。所以先烘干的效果
不如先紫外光固化的好 。
3 结论
3. 1 经水性环氧光敏树脂涂布的纸张物理强度显著
增加 ,其增加幅度受树脂固含量的影响 。当固含量为
40 %时 ,涂布量控制在 15g/ m
2
左右时 ,纸张的物理强
度最好 。干/ 湿强度比达到最大值 19. 6 % ,其中干强
增加 2. 11 倍 ,湿强增加 5. 6 倍 ,耐破度增加 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 。
3. 2 水性环氧型光敏树脂添加的影响因素 :纸张的物
理强度受树脂添加量和体系 p H 值的影响 。当添加量
为 0. 4 %时 ,干/ 湿强度比达到最大值 19. 6 % ,其中干
强增加 1. 88 倍 ,湿强增加 5. 01 倍 ,效果比较理想 ;最
佳使用 p H 值为 5～6 。同时 ,纸张的强度还受紫外光
固化顺序的影响 ,实验证明 ,应在烘干之前先进行紫外
光固化 。
3. 3 纸张经水性环氧光敏树脂处理后物理强度显著
增加 ,同时其快速 、
环保 、
成本低等特点完全可以适应
工业化大生产的需求 ,应加以推广 。
[
参 考 文 献
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2007 年 第 4 期
《黑 龙 江 造 纸》