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造纸化学品
反应性增强剂的合成及应用

●张昌辉，夏雷，李新平
(陕西科技大学，西安710021)

摘要：通过熔融缩聚法，合成了聚酯二元醇聚己二酸丁二醇酯（PBA），用GPC测定了产物的分子量，利用IR，1HNMR
表征产物结构。用甲苯-2，4-二异氰酸酯（TDI）对产物封端，合成了反应性增强剂TDI-PBA，并研究了TDI-PBA聚
合物对纸张的增强作用。研究结果表明，采用浸渍法，当聚合物溶液质量分数为12%，熟化温度在100℃左右，熟化
60min时，可有效改善纸张的物理性能，干强度提高44%，湿强达到原纸干强的35%，耐折度提高12倍，耐破度提
高1倍。
关键词：甲苯-2，4-二异氰酸酯；聚酯；反应性增强剂；聚氨酯
中图分类号：727+.5文献标识码：A文章编号：1001-6309(2009)03-0024-04

反应性增强剂指本身带有某些活性基团，能和分子链的存在，异氰酸酯基能更好地与相距较远的
纸浆纤维反应，将纤维之间原来的氢键结合转化为纤维反应，起到架桥交联作用，可有效改善纸张的

化学键结合的一类新型增强剂[1]。目前异氰酸酯[2]、强度性能和柔韧性。并且由于聚酯结构的疏水性，
环氧基团[3]作为反应性增强剂活性基团得到了广泛能减弱水分子对纤维的润胀，增强纸张的湿强度。
研究异氰酸酯因其高反应活性，极易与含活泼氢
。1实验
的物质反应，而纸张纤维中含有大量的聚合多元

醇，可以与纸张聚氨酯化[4]。纸张聚氨酯化后可以成1.1端羟基聚己二酸丁二醇酯(PBA)的合成
为一种高强度、耐水、耐油的新型特种纸。但异氰酸将己二酸、丁二醇（两者摩尔比为1∶1.3）、适量
酯单独在纸张中应用时，对纸张强度性能的影响有双催化剂加入到250mL三口圆底烧瓶中。安装机械
限，而且导致纸张变脆[5]。本文设想合成带有柔性分搅拌装置、蒸馏装置，油浴温度为140℃反应1h，改
子链结构（聚酯）的端异氰酸酯基聚合物，因为柔性为减压蒸馏装置，通入氮气，搅拌下，将油浴温度升

作者简介：张昌辉先生(1962-)，副教授，在读博士，目前从事轻化工材料和可降解材料的研究工作。
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见，达到相应白度60%ISO左右时，微波辐射漂白3.3由方差分析可知，NaCLO用量对纸浆白度影响
纸浆黏度为660mL·g-1左右，水浴漂白为670mL·g-1显著，对纸浆黏度只是有一定影响。微波辐射
左右，纸浆黏度基本相当。NaCLO漂白纸浆的最佳工艺条件：微波辐射功率
，辐射时间，用量，
3结论240W2.5minNaCLO4.2%NaOH
用量1%。在此条件下，纸浆白度可达61%ISO以
3.1微波辐射代替水浴加热应用于NaCLO纸浆漂上，纸浆黏度不低于630mL·g-1。
白是一种切实可行的方法。与水浴加热漂白相比，参考文献：
微波辐射漂白的漂白时间大大缩短，有利于节能。[1]邓宇，冯建敏，李兰青子.微波在植物纤维漂白中的应用研究[J].辐
3.2与水浴加热漂白相比，达到相同白度时，微波射研究与辐射工艺学报，2005(12)：34-35.
辐射漂白纸浆黏度没有过多下降，即微波辐射没有[2]冯建敏，邓宇，李兰青子.印染助剂.2005(6)：25-26.
金欣汉微波化学北京：科学出版社，：
对纸浆的纤维长度造成过多破坏。[3].[M].199989-91.

242009年3月第28卷第3期
造纸化学品

至230℃，将内压减至1kPa左右，230℃恒温反应一0.8mL·min-1，柱温40℃，标准样为聚苯乙烯。
定的时间，停止加热，停止搅拌，移出油浴，趁热取1.5纸张的物理性能测定
出PBA，降至室温后，适量氯仿溶解PBA，将聚酯的纸张的物理性能均按国家有关标准进行测定。
氯仿溶液倒入适量甲醇中，聚酯以白色絮状物形式
2结果与讨论
析出，过滤后，在50℃下真空干燥后备用。
1.2反应性增强剂TDI-PBA聚合物的合成2.1端羟基PBA的表征
在通风橱内将一定量的TDI置于装有回流冷2.1.1端羟基PBA的分子量测定
凝管、搅拌装置、通氮装置、温度计的四口烧瓶中，图1为端
加入适量无水溶剂四氢呋喃（THF）溶解。按TDI/羟基PBA的
PBA摩尔比为（2～3）∶1的比例将PBA溶液（将一定GPC谱图（凝胶
量的PBA溶于适量无水THF中）逐滴加入，以确保渗透色谱）。结
TDI过量以形成TDI封端的聚合物。加入适量催化果表明，其数均
剂，控制反应温度，搅拌1h后立即用于纸张的聚氨相对分子质量
酯化处理。(Mn)为4832，重
图1合成产物的熔胶渗透色谱图
1.3聚合物对纸张的聚氨酯化均相对分子质
取少量TDI-PBA聚合物和催化剂溶解于适量量(Mw)为7833，相对分子质量