苯乙烯马来酸单酯共聚物乳液表面施胶剂的合成与应用
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《 中国造纸》!""# 年第 !$ 卷第 $ 期
PMM
（ 责任编辑：孙晓平）
・5・
共聚反应
将一定量的苯乙烯、 马来酸酐、 马来
酸单丁酯溶于一定量乙酸乙酯中， 升温至 B"A 后向其 中加入引发剂 C:D ， 反应 @ 2 ， 得到透明粘稠溶液。
《 中国造纸》!""# 年第 !$ 卷第 $ 期
・@・
研究论文
!
水基和亲水基的配比势必影响产品的稳定性。表 ! 为 不同疏水基和亲水基配比时， 产品的施胶性和稳定性。 从中可看出，聚合物中疏水基和亲水基配比为 !"#$! 时， 产品稳定且有好的施胶效果。
［ !6#］
。本实验所研制的表面
施胶剂属改进型 ’45， 采用溶液共聚合再中和并加水 乳化的方法， 目前尚未见报道， 其应用效果较为显著。
!
实
验
#
结果与讨论
!"! 表面施胶剂的制备 !"!"! 马来酸单丁酯的制备
在装有回流冷凝管、 搅
#"! 单独使用胶液施胶 #"!"! 原料配比对产品施胶性和稳定性的影响
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%］ 目前国外主要来自百度文库用聚合物表面施胶剂 ［ ， 市售产品
E.DF 水溶液，一边将乙酸乙酯蒸除。将体系冷却至 调节 ;F 值为 ?GB ， 最终得半透明粘稠液体。 #"A以下， !"# 表面施胶剂的应用工艺 铝箔衬纸， !"#"! 单独使用表面施胶剂施胶 将原纸（ ! 定量 @% H I - ） 铺在涂布机上， 一端固定， 开动施胶辊，
作者简介：靳光 秀 女 士 ， 硕士研究生； 主要从事造 纸化学品及其他高分子 助剂的研究工作。
印刷技术 !" 世纪后期， 的进步和新印刷方法的出 现促进了表面施胶剂的发 展。通过表面 施 胶 ， 可提高
!"!"$
聚合物的阴离子化
将上述反应装置中的回流
装置改为蒸馏装置。升温，一边向其中滴加一定量的
纸张的施胶度、 表面强度、 平滑度、 挺度等， 从而改善纸 张的适印性。
参 考 文 献
疏水基（ 苯乙烯、 酯基） 和对纤维有亲和性的亲水基（ 羧 基） 构成的。 当它涂于纸张表面时， 一部分表面施胶 液将渗透在纸层中， 填充纸页中的空隙； 另一部分将留 在纸页表面。 在干燥过程中， 由于聚合物的玻璃化温度 低于环境温度， 聚合物表现为热塑性。这样， 聚合物粒 子会在纤维表面伸展。 此时， 表面施胶剂中的阴离子集 团（ —PQQ R） 被纸层内的硫酸铝或是阳离 子 性 聚 合 物 带有阳离子性活化了的部位吸附，而形成一层连续的 膜， 因而表现出施胶性（ 见图 5） 。 图 7 为 空 白 及 S# 产 品 施 胶 后 纸 样 的 02T 照 片 。 由图可看出， 纸样在施胶后， 纤维编织得更加紧密， 且 纤维表面光滑。因此， 纸张的适印性有所提高。
主 要 有 # 大 类 ： ! 苯 乙 烯&马 来 酸 酐 聚 合 物 （ ’()*+,+ ；"苯乙烯&丙烯酸聚合物（ -./+01 .,2)3*03+ ’45） ’()*+,+ ； ’()*+,+ .1*/01 .103 ’55） # 苯乙烯 6 丙烯酸聚合物胶乳（ ；$水溶性聚氨酯（ .1*/01 +-7/0809,8） :9/)7*+(2.,+ 。国内许多纸厂仍在使用以淀粉及淀 308;+*809, :<= ） 粉改性物、 :>5 为主的传统表面施胶剂，它们与纤维 亲和力差， 在印刷过程中容易出现掉粉、 掉毛现象， 尤 其不能适应目前的高速印刷行业。 另外， 所使用的聚合 物表面施胶剂多为进口产品
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!
研究论文
表;
!<+ 比胶液为 =>; 时纸张物理强度
空白 使用胶液的样品 提高率 X Y
抗张强度 X ’ 耐破度 X ZM* 耐折度 X 次
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适印性， 且可与日本产品相比。
表#
聚合物中疏水基 与亲水基比例
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不同配比胶液的施胶性和稳定性
施胶度 6 1 稳定性 稳定， 呈半透明泛蓝光乳液 稳定， 呈半透明泛蓝光乳液 稳定， 呈泛蓝光乳液 稳定， 呈泛蓝光乳液 放置有分层现象
+"!. 2"!+ 2"2. !/"’0 !!"’!
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表面施胶对纸张强度性能的影响 表面施胶剂的另一目的是提高纸张强度。将上述
稳定的 %!&%’ 胶液涂于纸上，分别测定抗张强度和耐 破度。施胶对纸张强度的影响如表 ( 所示。
表!
样品 空白
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施胶对纸张强度的影响
抗张强度提高率 耐破度 耐破度提高率
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明， 加入少量淀粉对纸张强度的提高有一定作用， 且耐 破度和耐折度的提高明显。
从实验结果可以看出，表面施胶可在一定程度上 对耐 提高纸张强度， 对抗张强度的提高率为 )*&#* ， 破度的提高率为 +*&!)* 。 另外， 当聚合物中疏水基含 量少时， 纸张强度提高较明显。 这应与胶液在纸页表面 成膜情况有关。疏水基（ 苯乙烯） 少， 则高分子链柔软， 成膜效果好， 纸张强度较高。 反之， 高分子链呈刚性， 成 膜不好， 纸张强度差。
345 与胶液复配 345 也是一种常用的表面施胶剂，将 %’ 产品与 其施胶效果如图 ’ 所示。 345 按不同配比复配， !"!"!
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施胶对纸张印刷性能的影响 本实验通过测定纸张的油墨吸收性和拉毛速度来
说明纸张的印刷性能。%’ 产品的测定结果如图 ! 、 图( 所示。 通过表面施胶， 纸张印刷性能明显提高。 且本实 验研制的表面施胶剂， 与日本产品 ,-’.# 效果相似。
!
研究论文
!表面施胶剂!
苯乙烯马来酸单酯共聚物乳液 表面施胶剂的合成与应用
靳光秀 沈一丁
（ 陕西科技大学， 陕西咸阳， K%!"?% ）
摘
要：根据高分子分子设计原理， 以苯乙烯、 马来酸单丁酯、 顺丁烯二酸酐为原料， 在乙酸乙酯中进
行共聚， 经过蒸除溶剂、 中和后制备出苯乙烯马来酸单酯共聚物乳液表面施胶剂。通过应用实验表明， 该表面施胶剂不论是单独使用， 还是与淀粉、 均有明显的表面施胶效果。文中对该产品的作 :>5 复配， 用机理进行了初步探讨。 关键词：表面施胶剂；苯乙烯马来酸单酯；共聚物 中图分类号：M’K!K 文献标识码：5 文章编号："!@#&@"?N（ !""# ） "$&"""@&"$
［ ： 6 ］ 林龙平 = 合成聚合物表面施胶剂［ %］ = 造纸化学品， !""" （ !） 6$ ［ !］ 谢 亮 = 表面施胶剂的发展动向和 应 用 ［ ： %］ =造 纸 化 学 品 ， !""" （ !）
65
［ $ ］ 潘 森 中 = 表 面 施 胶 剂 @2-5U 在 生 产 上 的 应 用 ［ %］ =纸 和 造 纸 ， !""! （ ： $） ## ［ # ］ 许开绍 =V@-0@ 表面施胶剂的性能与应用试验［ %］ =中 华 纸 业 ， !""! ， ： !$ （ 6" ） W$
表面施胶剂的主要用途是提高纸张的抗水性， 因 此在聚合物中应尽量增加疏水基的含量。 另一方面， 产 品是依靠其自乳化性而形成稳定乳液的，聚合物中疏
收稿日期 O !""$&"B&%# （ 修改稿）
拌器的三口烧瓶中加入一定量的马来酸酐和正丁醇， 加热至 ?@A并反应 ! 2， 得到淡黄色透明油状液体。
!"!"#
;
结
论
:
表面施胶机理探讨 本课题所研制的表面施胶剂是由对水有抵抗性的
通过溶液共聚合再加水乳化的方法制备出稳定的 树脂乳液， 是一种改进型 0T@ 表面施胶剂。它具有无 规共聚的结构， 可根据需要改变单体的配比， 较之交替 型 0T@ 具有更好的表面施胶性能。应用实验表明， 这 种表面施胶剂不论在单独使用，还是与淀粉、 MN@ 一 起使用时均有好的施胶效果，且可在一定程度上提高 纸张强度， 是一种应用前景广阔的新型表面施胶剂。
表$
6*
项目 抗张强度 6 7 耐破度 6 839 耐折度 6 次
淀粉比胶液为 #%& 时纸张物理强度
空白 使用胶料样品 提高率 6 *
抗张强度
67 (!"2 ()"! (("2 (("0 (("+
6*
6 839 !/2 !() !!2 !!+ !!.
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使施胶液均匀涂在纸上， 再经压光机烘干。 涂布面积为 涂布量为 "J"@ H 。 "J"K -!， !"#"# 产品与淀粉、 :>5 的复配应用 与淀粉复配 将 %" H 玉米淀粉溶于 %"" H 水中， （ %） 加热至 B"A 并保温 $" -0,，再用 %"" H 水将淀粉溶液 稀释， 用 E.DF 调 ;F 值至 ? 。将此淀粉溶液与表面施 胶剂按不同配比复配， 并施于原纸上， 涂布面积、 涂布 量同上。 （ 与 :>5 复配 !） 积、 涂布量同上。 将 :>5 溶于水中制成 %"L的水 溶液， 再与表面施胶剂按不同配比复配后涂布， 涂布面
胶液与它复配时的结果 345 是一种亲水性物质， 基本同胶液与淀粉复配时的结果。当 345$ 胶液为 !$’ 时， 施胶效果最好， 为 !/ 1。且 345 也具有一定的补强 作用， 加入少量 345 同样可以提高纸张的强度。表 ’ 为 345 与胶液按 !$’ 复配时的纸张物理性能。 !"!"$ 各种复配物对纸张印刷性能的影响 图 # 、图 0 分别为各种复配物的油墨吸收性和拉 毛速度测定结果。 当产品与淀粉复配时， 对纸张拉毛速 度的提高不明显； 与 345 复配时， 可明显提高纸张的
!"! 复配实验结果 !"!"# 淀粉与胶液复配
淀粉及其衍生物是国内纸厂广泛使用的表面施胶 剂。 从这一点出发， 笔者将胶液与淀粉进行复配。 用施 胶效果好的 %’ 样品（ 施胶度 !/"’0 1） 与淀粉进行复配， 其不同配比时的施胶度测定结果如图 ) 所示。淀粉是 亲水性物质，它的加入会影响胶液的抗水性。经过实 验，将淀粉与胶液按 !$’ 的配比复配，其施胶度（ 2"#( 与单独使用胶液时相比变化不大。 1） 淀粉应具有一定的补强作用，表 ) 中的数据也表 ・0・
PMM
（ 责任编辑：孙晓平）
・5・
共聚反应
将一定量的苯乙烯、 马来酸酐、 马来
酸单丁酯溶于一定量乙酸乙酯中， 升温至 B"A 后向其 中加入引发剂 C:D ， 反应 @ 2 ， 得到透明粘稠溶液。
《 中国造纸》!""# 年第 !$ 卷第 $ 期
・@・
研究论文
!
水基和亲水基的配比势必影响产品的稳定性。表 ! 为 不同疏水基和亲水基配比时， 产品的施胶性和稳定性。 从中可看出，聚合物中疏水基和亲水基配比为 !"#$! 时， 产品稳定且有好的施胶效果。
［ !6#］
。本实验所研制的表面
施胶剂属改进型 ’45， 采用溶液共聚合再中和并加水 乳化的方法， 目前尚未见报道， 其应用效果较为显著。
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实
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#
结果与讨论
!"! 表面施胶剂的制备 !"!"! 马来酸单丁酯的制备
在装有回流冷凝管、 搅
#"! 单独使用胶液施胶 #"!"! 原料配比对产品施胶性和稳定性的影响
!"#$%"%&’() %)* +$$,’-%&’() (. /($(,01#" (. 2&0"#)# %)* 3()(41%,#%&# 56&#" %6 27".%-# 2’8’)9 +9#)& %&’ ()*+,-./)" 012’ 3/-4/+,
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%］ 目前国外主要来自百度文库用聚合物表面施胶剂 ［ ， 市售产品
E.DF 水溶液，一边将乙酸乙酯蒸除。将体系冷却至 调节 ;F 值为 ?GB ， 最终得半透明粘稠液体。 #"A以下， !"# 表面施胶剂的应用工艺 铝箔衬纸， !"#"! 单独使用表面施胶剂施胶 将原纸（ ! 定量 @% H I - ） 铺在涂布机上， 一端固定， 开动施胶辊，
作者简介：靳光 秀 女 士 ， 硕士研究生； 主要从事造 纸化学品及其他高分子 助剂的研究工作。
印刷技术 !" 世纪后期， 的进步和新印刷方法的出 现促进了表面施胶剂的发 展。通过表面 施 胶 ， 可提高
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聚合物的阴离子化
将上述反应装置中的回流
装置改为蒸馏装置。升温，一边向其中滴加一定量的
纸张的施胶度、 表面强度、 平滑度、 挺度等， 从而改善纸 张的适印性。
参 考 文 献
疏水基（ 苯乙烯、 酯基） 和对纤维有亲和性的亲水基（ 羧 基） 构成的。 当它涂于纸张表面时， 一部分表面施胶 液将渗透在纸层中， 填充纸页中的空隙； 另一部分将留 在纸页表面。 在干燥过程中， 由于聚合物的玻璃化温度 低于环境温度， 聚合物表现为热塑性。这样， 聚合物粒 子会在纤维表面伸展。 此时， 表面施胶剂中的阴离子集 团（ —PQQ R） 被纸层内的硫酸铝或是阳离 子 性 聚 合 物 带有阳离子性活化了的部位吸附，而形成一层连续的 膜， 因而表现出施胶性（ 见图 5） 。 图 7 为 空 白 及 S# 产 品 施 胶 后 纸 样 的 02T 照 片 。 由图可看出， 纸样在施胶后， 纤维编织得更加紧密， 且 纤维表面光滑。因此， 纸张的适印性有所提高。
主 要 有 # 大 类 ： ! 苯 乙 烯&马 来 酸 酐 聚 合 物 （ ’()*+,+ ；"苯乙烯&丙烯酸聚合物（ -./+01 .,2)3*03+ ’45） ’()*+,+ ； ’()*+,+ .1*/01 .103 ’55） # 苯乙烯 6 丙烯酸聚合物胶乳（ ；$水溶性聚氨酯（ .1*/01 +-7/0809,8） :9/)7*+(2.,+ 。国内许多纸厂仍在使用以淀粉及淀 308;+*809, :<= ） 粉改性物、 :>5 为主的传统表面施胶剂，它们与纤维 亲和力差， 在印刷过程中容易出现掉粉、 掉毛现象， 尤 其不能适应目前的高速印刷行业。 另外， 所使用的聚合 物表面施胶剂多为进口产品
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研究论文
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空白 使用胶液的样品 提高率 X Y
抗张强度 X ’ 耐破度 X ZM* 耐折度 X 次
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适印性， 且可与日本产品相比。
表#
聚合物中疏水基 与亲水基比例
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不同配比胶液的施胶性和稳定性
施胶度 6 1 稳定性 稳定， 呈半透明泛蓝光乳液 稳定， 呈半透明泛蓝光乳液 稳定， 呈泛蓝光乳液 稳定， 呈泛蓝光乳液 放置有分层现象
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表面施胶对纸张强度性能的影响 表面施胶剂的另一目的是提高纸张强度。将上述
稳定的 %!&%’ 胶液涂于纸上，分别测定抗张强度和耐 破度。施胶对纸张强度的影响如表 ( 所示。
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样品 空白
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施胶对纸张强度的影响
抗张强度提高率 耐破度 耐破度提高率
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明， 加入少量淀粉对纸张强度的提高有一定作用， 且耐 破度和耐折度的提高明显。
从实验结果可以看出，表面施胶可在一定程度上 对耐 提高纸张强度， 对抗张强度的提高率为 )*&#* ， 破度的提高率为 +*&!)* 。 另外， 当聚合物中疏水基含 量少时， 纸张强度提高较明显。 这应与胶液在纸页表面 成膜情况有关。疏水基（ 苯乙烯） 少， 则高分子链柔软， 成膜效果好， 纸张强度较高。 反之， 高分子链呈刚性， 成 膜不好， 纸张强度差。
345 与胶液复配 345 也是一种常用的表面施胶剂，将 %’ 产品与 其施胶效果如图 ’ 所示。 345 按不同配比复配， !"!"!
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施胶对纸张印刷性能的影响 本实验通过测定纸张的油墨吸收性和拉毛速度来
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研究论文
!表面施胶剂!
苯乙烯马来酸单酯共聚物乳液 表面施胶剂的合成与应用
靳光秀 沈一丁
（ 陕西科技大学， 陕西咸阳， K%!"?% ）
摘
要：根据高分子分子设计原理， 以苯乙烯、 马来酸单丁酯、 顺丁烯二酸酐为原料， 在乙酸乙酯中进
行共聚， 经过蒸除溶剂、 中和后制备出苯乙烯马来酸单酯共聚物乳液表面施胶剂。通过应用实验表明， 该表面施胶剂不论是单独使用， 还是与淀粉、 均有明显的表面施胶效果。文中对该产品的作 :>5 复配， 用机理进行了初步探讨。 关键词：表面施胶剂；苯乙烯马来酸单酯；共聚物 中图分类号：M’K!K 文献标识码：5 文章编号："!@#&@"?N（ !""# ） "$&"""@&"$
［ ： 6 ］ 林龙平 = 合成聚合物表面施胶剂［ %］ = 造纸化学品， !""" （ !） 6$ ［ !］ 谢 亮 = 表面施胶剂的发展动向和 应 用 ［ ： %］ =造 纸 化 学 品 ， !""" （ !）
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［ $ ］ 潘 森 中 = 表 面 施 胶 剂 @2-5U 在 生 产 上 的 应 用 ［ %］ =纸 和 造 纸 ， !""! （ ： $） ## ［ # ］ 许开绍 =V@-0@ 表面施胶剂的性能与应用试验［ %］ =中 华 纸 业 ， !""! ， ： !$ （ 6" ） W$
表面施胶剂的主要用途是提高纸张的抗水性， 因 此在聚合物中应尽量增加疏水基的含量。 另一方面， 产 品是依靠其自乳化性而形成稳定乳液的，聚合物中疏
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表面施胶机理探讨 本课题所研制的表面施胶剂是由对水有抵抗性的
通过溶液共聚合再加水乳化的方法制备出稳定的 树脂乳液， 是一种改进型 0T@ 表面施胶剂。它具有无 规共聚的结构， 可根据需要改变单体的配比， 较之交替 型 0T@ 具有更好的表面施胶性能。应用实验表明， 这 种表面施胶剂不论在单独使用，还是与淀粉、 MN@ 一 起使用时均有好的施胶效果，且可在一定程度上提高 纸张强度， 是一种应用前景广阔的新型表面施胶剂。
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6*
项目 抗张强度 6 7 耐破度 6 839 耐折度 6 次
淀粉比胶液为 #%& 时纸张物理强度
空白 使用胶料样品 提高率 6 *
抗张强度
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使施胶液均匀涂在纸上， 再经压光机烘干。 涂布面积为 涂布量为 "J"@ H 。 "J"K -!， !"#"# 产品与淀粉、 :>5 的复配应用 与淀粉复配 将 %" H 玉米淀粉溶于 %"" H 水中， （ %） 加热至 B"A 并保温 $" -0,，再用 %"" H 水将淀粉溶液 稀释， 用 E.DF 调 ;F 值至 ? 。将此淀粉溶液与表面施 胶剂按不同配比复配， 并施于原纸上， 涂布面积、 涂布 量同上。 （ 与 :>5 复配 !） 积、 涂布量同上。 将 :>5 溶于水中制成 %"L的水 溶液， 再与表面施胶剂按不同配比复配后涂布， 涂布面
胶液与它复配时的结果 345 是一种亲水性物质， 基本同胶液与淀粉复配时的结果。当 345$ 胶液为 !$’ 时， 施胶效果最好， 为 !/ 1。且 345 也具有一定的补强 作用， 加入少量 345 同样可以提高纸张的强度。表 ’ 为 345 与胶液按 !$’ 复配时的纸张物理性能。 !"!"$ 各种复配物对纸张印刷性能的影响 图 # 、图 0 分别为各种复配物的油墨吸收性和拉 毛速度测定结果。 当产品与淀粉复配时， 对纸张拉毛速 度的提高不明显； 与 345 复配时， 可明显提高纸张的
!"! 复配实验结果 !"!"# 淀粉与胶液复配
淀粉及其衍生物是国内纸厂广泛使用的表面施胶 剂。 从这一点出发， 笔者将胶液与淀粉进行复配。 用施 胶效果好的 %’ 样品（ 施胶度 !/"’0 1） 与淀粉进行复配， 其不同配比时的施胶度测定结果如图 ) 所示。淀粉是 亲水性物质，它的加入会影响胶液的抗水性。经过实 验，将淀粉与胶液按 !$’ 的配比复配，其施胶度（ 2"#( 与单独使用胶液时相比变化不大。 1） 淀粉应具有一定的补强作用，表 ) 中的数据也表 ・0・