[發明專利]造紙微粒助留助濾體系用有機陰離子微粒的制備與應用

有效

• 申請號: 200910013914.0
• 申請日: 2009-01-12
• 公開（公告）號: CN101492899A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 傅英娟;秦夢華;石淑蘭
• 申請（專利權）人: 山東輕工業學院
• 主分類號: D21H21/10
• 分類號: D21H21/10;D21H17/55;D21H23/14;D21H17/68;D21H21/16
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙會祥

(一)技術領域

本發明涉及一種有機陰離子微粒造紙助留助濾劑及其制備方法與應用，屬于制漿造紙技術領域。

(二)背景技術

紙機濕部助留助濾技術在過去的二十多年里發生了顯著的變化。已經由單元、雙元助留助濾體系發展為可以同時兼顧紙料留著、濾水及成紙勻度的微粒助留助濾體系。傳統的微粒助留助濾體系由陽離子聚合物和帶負電荷的無機微粒組成。如：陽離子淀粉與膠體二氧化硅組成的Compozil體系、陽離子聚丙烯酰胺與改性膨潤土組成的Hydrocol體系。通常先在漿料中加入陽離子高分子聚合物，吸附在紙料組分上的陽離子聚合物分子通過伸展的鏈圈、鏈尾在組分間以橋聯機理引起紙料的初始絮聚，所形成的較大絮聚體再經高剪切作用分散成較小的絮聚體，然后加入無機陰離子微粒，由于陰離子微粒粒度小、數量多、比表面積大及負電性高，可通過電荷中和將細小絮聚體重新聯接起來，形成尺寸更小、結構更致密、強度更大、且具有可逆性的絮聚體，在提高紙料的留著與濾水性能的同時，獲得較好的紙頁勻度。

未來的助留助濾技術將面臨著諸如車速提高、超寬增加、夾網成形、稀釋的流漿箱、白水封閉循環、高灰分、新型填料、低成本及提高紙機效率等方方面面的壓力。雖然傳統的微粒助留助濾體系得到了廣泛應用，但是目前大量的研究和開發工作仍致力于更好地理解助留助濾體系的作用機理及其對紙頁性能的影響，以及開發新的微粒體系。有機微粒助留助濾體系得到人們的普遍關注。有機微聚物可以結合有機高分子聚合物和無機微粒兩者的優勢，既具有柔性的分子鏈、可控的電荷密度和功能基，又具有無機微粒的離子化表面、三維納米結構，有望成為微粒助留助濾體系中更加有效的陰離子微粒組分。

樹枝狀大分子是一類新型的具有納米尺寸、本身呈類球形或球形、高度支化的、分子結構可以精確控制的單分散聚合物。樹枝狀大分子的一個重要結構特點就是具有大量的端基官能團，通過對端基官能團的改性可以得到具有不同用途的樹枝狀聚合物。如Ottaviani等(Ottaviani?M?F，Andechaga?P，Turro?N?J，et?al.Model?for?the?interaction?between?anionicdendrimers?and?cationic?surfactants?by?means?of?spin?probe?method.Journal?of?Physical?ChemistryB，1997，101(31)：6057-6065)在甲醇中采用化學計算量的氫氧化鈉對甲酯末端基的樹枝狀聚合物進行水解得到羧酸外部功能團的陰離子樹枝狀聚合物。

樹枝狀聚合物分子本身具有納米尺寸，具有較大的比表面積，外層聚集大量的端基功能團、呈球形或類球形的對稱或準對稱結構。對其改性后非常適于用作微粒助留助濾體系中的微粒組分。聚酰胺-胺樹枝狀大分子是目前已商業化的三種樹枝狀聚合物之一。將半代樹枝狀聚酰胺-胺進行端基修飾，使其具有聚酰胺-胺樹形核而表面呈陰離子性，可以做為一種有機陰離子微粒組分。

(三)發明內容

本發明提供一種用于造紙濕部微粒助留助濾體系的有機陰離子微粒及其制備方法與應用。

本發明的有機陰離子微粒是通過對端酯基的半代樹枝狀聚酰胺-胺(PAMAMGn.5-COOCH₃)進行端基修飾制得的陰離子樹枝狀大分子。所述的半代樹枝狀聚酰胺-胺是指以乙二胺、丁二胺、己二胺、氨或對苯二胺其中之一為中心核的端酯基的第1.5、2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、10.5、11.5或12.5代樹枝狀聚酰胺-胺(簡稱PAMAM?G1.5-COOCH₃～PAMAM?G12.5-COOCH₃)其中之一。

所制得的陰離子樹枝狀大分子是下列之一：

以乙二胺、丁二胺、己二胺、氨或對苯二胺其中之一為中心核、端基為羧酸鈉的第1.5、2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、10.5、11.5或12.5代陰離子樹枝狀聚酰胺-胺，簡稱依次分別為G1.5A-PAMAM、G2.5A-PAMAM、G3.5A-PAMAM、G4.5A-PAMAM、G5.5A-PAMAM、G6.5A-PAMAM、G7.5A-PAMAM、G8.5A-PAMAM、G9.5A-PAMAM、G10.5A-PAMAM、G11.5A-PAMAM及G12.5A-PAMAM。