湖南造纸

（下转第

３５

页

）

具体方案如下

：

将一定量的二甲胺水溶液

（４０％）

、三乙烯四胺、

ＤＭＣ

加入烧瓶中

，在一定温度下滴环氧氯丙烷，滴加

完必后在

７０－８０℃

下保温

，直至产物粘度达到要求，

反应结束加水调节产物固含量为

５０％

，并用稀盐酸

调

ｐＨ

为

５．５

，得到无色一淡黄色粘稠的液体。

１．３

产物质量标准

产物以进口同类产品

Ａ－１５９

的质量指标为标准

，

相关数据见表

１

：

表

１Ａ－１５９

的质量指标

其中产物粘度及正电荷量即阳离子度对阴离子

垃圾捕捉剂来说是至关重要的指标。

２

结果与讨论

２．１

温度对产物粘度、色泽的影响

２．１．１

滴加温度对产物粘度、色泽的影响

我们发现

，反应时的温度对产物的粘度、色泽有

很大的影响

，特别是滴加温度，具体数值见表

２

。

表

２

滴加温度对粘度、色泽的影响

从表

２

中可以看出低温滴加比高温滴加所得产

物粘度大

，同时滴加温度越高产物色泽也越深，这主

要是有机胺在空气中遇高温极易变色导至产物颜色

加深。因此在实验中将滴加时的温度控制在

３０℃

以

下以确保产物有一个合适的粘度。

２．１．２

保温温度对产物粘度、色泽的影响

由于反应为逐步聚合反应

，因此随着反应时间的

延长

，产物粘度不断增加，同时产物粘度增长速率还

与保温温度有关

，具体见表

３

。

表

３

保温时间、温度对粘度、色泽的影响

从表

３

可以看出

，保温温度低，达到粘度所需时

间长

，但保温温度超过

７０℃

，反应时间缩短有限、产

物色泽较深

，因此从工业化可行性、产品性能综合考

虑

，保温温度确定为

７０℃

。

另外

，由于二甲胺和环氧氯丙烷的反应为放热反

应

，滴加完毕若冷却跟不上反应物的温度会自动升

高

，因此此时将温度控制在

６０℃

以下非常重要。因为

在实验中我们发现此时的温度对产物的色泽有很大

的影响

，温度越高颜色越深，若温度冲到

８０

０

Ｃ

，即使时

间很短

，产物的颜色将加深至茶色。这主要是因为此

时物料中还含有大量未反应的有机胺

，温度过高导至

产物颜色加深。

２．２

物料及其摩尔比对反应产物性能的影响

物料配比的改变对产物的色泽、粘度和阳离子度

等各项指标都有很大的影响。

２．２．１

二甲胺与环氧氯丙烷的摩尔比

我们以二甲胺和环氧氯丙烷等摩尔的原则进行

反应

，即采用方案

Ａ

。因为根据资料

［４］

介绍在等摩尔条

件下

，所得产物阳离子度最高。反应具体情况见表

４

。

表

４

二甲胺与环氧氯丙烷的摩尔比对产物性质的影响

注

：

Ａ－－３：自合成产物；Ａ－１５９：进口产品

从表

４

可以看出尽管所得产物外观、电荷等指标

与进口产品较接近

，但在实验中我们发现，反应的后

期粘度很难增加

，所得产物粘度粘度较低，达不到

Ａ－１５９

所要求的粘度指标。为此我们对配方进行调

整

，采用添加交联剂的方法，增加产物粘度。

２．２．２

用三乙烯四胺部分替代二甲胺

三乙烯四胺属多烯多胺

，更易形成交联结构，因

此用三乙烯四胺部分替代二甲胺达到提高产物的粘

度目的。具体数据见表

５

。

表

５

用三乙烯四胺替代二甲胺对产物性质的影响

注

：

Ｂ－２：三乙烯四胺：环氧氯丙烷为０．９５：０．０５（摩尔比）
Ｂ－５：三乙烯四胺：环氧氯丙烷为０．９２：０．０８（摩尔比）

从上表还可以看出用三乙烯四胺部分替代二甲

胺虽然可使粘度增加

，但另一方面会导致产物的阳离

子度降低。同时在同样的实验条件下

，三乙烯四胺含

量越高

，阳离子度越低，产物的颜色也越深。

２．２．３

阳离子剂

ＤＭＣ

的影响

由表

５

可知加入三乙烯四胺虽使产物的粘度指

标达到

Ａ－１５９

产品的要求

，但阳离子度的下降仍对产

物质量有着较为严重的影响。为了提高阳离子度

，我

们在三乙烯四胺部分替代二甲胺的同时加入了少量

的阳离子剂甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺

（ＤＭＣ）

。

将合成产物送相关纸厂进行检测

，并与用方案

Ａ

、方

案

Ｂ

所合成样品进行了比较

，具体数据见表

６

。

从表

６

可知

，阳离子剂的添加不但提高了阳离子

度

，同时产物粘度也增长较快，各项指标已达到进口

外观

无色至淡黄色

固含量

（％）

５０．±０．５

比重

（ｇ／ｍＬ）

１．１６

粘度

（２５

０

Ｃ、ｍＰａ．ｓ）

６００－９００

ｐＨ电荷（１０

６

库仑

）

５．５

＞３０

滴加温度

（

０

Ｃ）

保温时间

（ｍｉｎ）粘度（２５

０

Ｃ、ｍＰａ．ｓ）

色泽

２６℃
４０℃

３００
３００

５９０
２１３

无色或浅黄色

柠黄色

保温温度

（℃）

达到所需粘度时间

（

ｈ）

色泽

５０℃
６０℃
７０℃
８０℃

３０
１２

６

５．５

无色

浅黄色
浅黄色
柠黄色

外观

无色
无色

批号固含量

（％）比重（ｇ／ｍＬ）粘度（ｍＰａ．ｓ）ｐＨ电荷（１０

６

库仑

）

Ａ－３

５０．３

Ａ－１５９

５０．１

１０１５

３４５

１．１６

８３６

５．３

２９．７

５．５

３１．７

批号

固含量

（％）比重（ｇ／ｍＬ）粘度（ｍＰａ．ｓ）ｐＨ电荷（１０

６

库仑

）

Ａ－１５９

５０．２

１０１６

７９７

５．３

３１．３

Ｂ－２
Ｂ－５

５０．３
５０．５

１．１６

１０１５

８２４
８１７

５．３
５．６

２８．４
２６．９

造纸化学品与应用

２１