阳离子聚合物乳化 AKD 及其应用性能的研究

AKD 在常温下是蜡状固体，不溶于水，经乳化形成 0／W 型乳液才能作为施胶剂在造纸
中应用。由于 AKD 活性高、遇水易分解，因此 AKD 乳液的配制不仅需要解决乳化的问题，
而且需要解决乳液的稳定性问题[1]。乳化剂的选择是制备优质 AKD 乳液最关键的因素，
一般要遵循以下基本原则：结构与 AKD 相似、不含活泼氢、尽量引入阳离子基团、HLB 为
14 左右[2]，实际使用时常采用几种乳化剂复配。一般以阳离子淀粉(CS)作为 AKD 乳化剂，
但该种乳液在纤维上的留着率较低，与纤维反应较慢，对大部分纸张的施胶有一定的滞
后作用。
PAC(Poly Aluminum Chloride)[3]是通过羟基架桥聚合的一种阳离子无机高分子聚合物，是
介于 A1Cl3 和 AI(OH)3 之间的水解产物，其组成结构不是单一状态存在的，而是多种络
合物在一定条件下保持的某种平衡。PAC 和阳离子有机高分子复合时，其正电荷能相互增
强，PAC 中的 Al13 带有较强的正电荷，与阳离子有机高分子结合时，正电荷明显增强，
而且这种增强并不是简单的加和关系[4]，从而使体系中聚合物间的静电斥力增强，进而
增加了乳液的稳定性。
    本实验用自制季铵型阳离子聚合物复配乳化剂乳化 AKD，并在乳液中加入 PAC，提高
乳液粒子带电量和乳液的稳定性，制得阳离子改性 AKD 乳液，该 AKD 乳液与阳离子淀
粉乳化的 AKD 乳液相比，在纤维上的留着率及与纤维的反应效率较高，并能快速熟化。
1 实验
1．1 原料及药品
    漂白硫酸盐阔叶木浆 (LBKP)，打浆至打浆度 350SR；AKD 蜡粉；乳化剂 R1：季铵型
阳离子聚合物，电荷密度 l．18 mmol／g，浓度 10％，自制；乳化剂 R2：季铵型阳离子
聚合物，电荷密度 3．6 mmol／g，浓度 l0％，自制；高纯聚合氯化铝(PAC)：电荷密度
1．25 mmol／g，；阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)：相对分子质量 6 X 106，电荷密度 2．18 
mmol／g；重质碳酸钙(GCC)：过 400 目。
1．2 实验仪器
    打浆度仪；970154 型浆料疏解器；Tl8 型高速分散机；HHS 型恒温水浴锅；90Plus 粒
度分析仪；PP．5 型酸度计；纸页成形器。
1．3 乳液性能的测定
    乳液稳定性在离心试管中放人 AKD 乳液，置于离心机上，按 GBll543—89 进行离心稳
定性测定(4000 r／min，10 min)。将乳液分为 6 个等级：l 级，乳液呈现良好的均匀性；2
级，乳液初步可见稠度不匀；3 级，乳液底层和上层透光不均匀；4 级，体系初步可见相
的分离；5 级，体系明显可见相的分离；6 级，体系两相完全分离。
    乳液分散性测定按乳液滴入水中产生的现象，将乳液分散性分为5 个等级：l 级，能迅
速地分散成带蓝色荧光雾状分散液，稍加搅拌后成蓝色或苍白色透明溶液；2 级，能迅
速分散成蓝白色带荧光的分散液，稍加搅拌后成蓝色半透明溶液；3 级，呈白色云雾状
或条状分散液，搅动后得到乳白色稍带荧光的不透明乳液；4 级，呈大颗粒浮在水面，
搅动后仍能成为乳白色不透明的乳液；5 级，呈大颗粒浮在水面，搅动后虽能乳化，但
立即发生分层，蜡上浮。
乳液粒径和 Zeta 电位测定乳液稀释至 0．01％浓度，用 90 Plus 粒度分析及 Zeta 电位测定
仪测定。
1．4 纸样抄造