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 　　　○ 關(guān)鍵詞：分散劑；涂料；聚丙烯酸鈉；涂布紙；綜合性能低分子量（500～5000）聚丙烯酸鈉可以作為涂布紙涂料的有機(jī)分散劑，能夠提高顏料的細(xì)度、分散體系的穩(wěn)定性，提高紙張的柔軟性、強(qiáng)度、光澤、白度、保水性等，且具有可溶于水、不易水解、無毒、無腐蝕性等特點。因此低分子量聚丙烯酸鈉在造紙工業(yè)越來越受到重視。本文采用溶液聚合方法合成了低分子量聚丙烯酸鈉(PA)，并將其應(yīng)用在涂布紙涂料中，獲得了良好的分散效果?！? 低分子量聚丙烯酸鈉合成1.1 試劑和儀器丙烯酸，CP；過硫酸胺，AR；氫氧化鈉，CP；丙醇，CP；去離子水。四口燒瓶；滴液漏斗；烏式粘度計（0.6mm）；恒溫水??；干燥箱等。1.2 實驗方法在裝有攪拌器、回流冷凝器、溫度計、滴液漏斗的250mL 四口燒瓶中，加入一定量的去離子水和鏈轉(zhuǎn)移劑丙醇，在不斷攪拌下加熱至68℃左右，開始滴加單體丙烯酸和引發(fā)劑過硫酸胺水溶液，并在2～3h內(nèi)將單體和引發(fā)劑滴加完畢。之后保溫反應(yīng)2h。反應(yīng)完畢，改成蒸餾裝置，加熱蒸出鏈轉(zhuǎn)移劑以回收利用。當(dāng)反應(yīng)物冷卻至40～50℃時，逐漸滴加30%的氫氧化鈉溶液中和至pH=7～8，得到淡黃色透明粘稠的聚丙烯酸鈉溶液。1.3 影響聚丙烯酸鈉分子量的因素實驗發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、單體濃度對聚合物的分子量有重要影響。聚合溫度為68℃時，聚合物的特性粘度出現(xiàn)一個最大值，這是因為低溫下單體轉(zhuǎn)化率低，反應(yīng)不完全；高于此溫度，由于發(fā)生大分子斷鏈現(xiàn)象，特性粘度也下降。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5h以前，聚合物的特性粘度增大較快，5h以后，特性粘度變化不大，趨于恒值。這是因為反應(yīng)初期，單體濃度和引發(fā)劑濃度高，反應(yīng)速度大，單體轉(zhuǎn)化率增高較快；而反應(yīng)后期，反應(yīng)速度降低，轉(zhuǎn)化率基本不變，反應(yīng)趨于完全。單體濃度低，聚合速度太慢，反應(yīng)不完全，分子量降低；單體濃度過大，由于反應(yīng)太劇烈，反應(yīng)熱不能及時排除，聚合反應(yīng)很難控制，分子量分布變寬。結(jié)果證明，單體濃度占去離子水量的100%～200%范圍均可制得低分子量的聚丙烯酸鈉。本方法制備的聚丙烯酸鈉的粘均分子量為9800（粘度法測定）。　2 聚丙烯酸鈉在涂布紙涂料中的應(yīng)用2.1 試劑和儀器羧基丁苯膠乳（上海高橋化工廠），瓷土，輕質(zhì)碳酸鈣，消泡劑，防腐劑等均為工業(yè)品。GFJ0.4A高速分散機(jī)，NDJ-1旋轉(zhuǎn)粘度計，pHS-3C 精密pH計。涂布紙經(jīng)超級壓光后，按國標(biāo)GB456、GB8941.3、GB3331、GB12911分別測定平滑度、光澤度、印刷表面強(qiáng)度和油墨吸收性。2.2 合成聚丙烯酸鈉的分散性能分別采用合成聚丙烯酸鈉（PA）和市售同類產(chǎn)品作分散劑，將瓷土配成固體份50%的溶液，高速分散0.5h后考察對瓷土的分散效果，結(jié)果示于圖1中。從圖1可以看出，低濃度分散劑（用量小于0.1%）時，分散體系的粘度變化不大。當(dāng)分散劑用量為0.1%時，分散體系的粘度急劇下降。分散劑用量超過0.16%時，體系的粘度基本不再變化。分散劑對顏料的作用機(jī)理主要有兩個方面：(1)提高顏料粒子的ζ電位。當(dāng)把聚丙烯酸鈉分散劑加到分散體系中時，可吸附在顏料粒子表面而提高其ζ電位。所加分散劑的量要適度，濃度過大因離子強(qiáng)度增加圖1 聚丙烯酸鈉對瓷土分散粘度曲線會壓縮雙電層反而引起相反的效果。(2)分散劑吸附在顏料粒子表面形成吸附層，因空間位阻效應(yīng)而阻止粒子間的絮凝。吸附層要具有一定的厚度才能具有明顯作用。當(dāng)分散劑用量超過0.16%時，顏料表面吸附分散劑基本達(dá)到飽和，因此體系分散穩(wěn)定效果較好。從圖1還可看出，本實驗合成的有機(jī)分散劑比市售同類產(chǎn)品用量少，分散效率高。2.3 聚丙烯酸鈉在涂布紙涂料中的應(yīng)用分別采用合成聚丙烯酸鈉(PA)和市售同類產(chǎn)品作為分散劑（用量都為顏料的0.3%），按膠粘劑用量為瓷土和輕鈣總量的12%來制備涂料（涂料總固含量為65%），涂布后經(jīng)超級壓光制得涂布紙，檢測指標(biāo)見表1。從表1看出，采用合成聚丙烯酸鈉制備的涂布紙與對比樣的檢測結(jié)果比較，前者紙樣表面強(qiáng)度、平滑度、光澤度較高，油墨吸收性較低。由于合成聚丙烯酸鈉具有分子量適中、分子量分布較窄的特點，將其加入到分散體系中時，能在顏料表面均勻形成吸附層，減小顏料粒子二次絮凝的趨表1 涂布紙性能指標(biāo)對比分散劑PA市售產(chǎn)品涂布量 g/m2白度 %平滑度 s光澤度 %印刷光澤度 %表面強(qiáng)度 m/s油墨吸收性 %19.579.439859.289.51.85252078.635657.390.21.5230勢。均勻分散的顏料粒子更容易吸附在基紙表面，提高了涂料與基紙之間的結(jié)合強(qiáng)度，使得涂布紙的表面強(qiáng)度得以改善；形成的涂層較為緊密，改善了涂布紙的表面平滑度、光澤度，降低了涂布紙的油墨吸收性。　3 結(jié) 論3.1 采用溶液聚合方法可以合成分子量適中、分布較窄的涂料用有機(jī)分散劑聚丙烯酸鈉。3.2 本實驗合成的聚丙烯酸鈉與市售產(chǎn)品比較，可明顯提高涂布紙的表面強(qiáng)度、表面平滑度和光澤度，降低油墨吸收性。