苯乙烯丙烯酸酯聚合物合成工藝簡(jiǎn)單、施膠效果 明顯，是目前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的合成聚合物表面施 膠劑。通過(guò)在苯丙乳液中添加功能單體，合成得到新 型的苯丙乳液有更加優(yōu)異的施膠效果。 殼聚糖（C S）與植物纖維素的分子結(jié)構(gòu)相近、有極 佳的成膜性能，同時(shí)C S上具有陽(yáng)離子型的氨基，這些特 點(diǎn)在紙張施膠應(yīng)用中能提高紙張表面強(qiáng)度和效果。 但C S用于表面施膠用膠量大，生產(chǎn)成本較高，與S A E 類(lèi)或其他施膠劑混合改性后再用于施膠，可達(dá)到較好 的施膠效果。 交聯(lián)劑可以使聚合物改性，交聯(lián)劑在線(xiàn)型分子間 起架橋作用，使多個(gè)線(xiàn)型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)的物質(zhì)，進(jìn)而顯著地提高聚合物的耐熱性、力學(xué)強(qiáng) 度等性能。傳統(tǒng)S A E類(lèi)表面施膠劑在微觀(guān)上是直鏈型 大分子，添加甲基丙烯酸縮水甘油酯、水溶性環(huán)氧樹(shù)脂 、Ｎ－羥甲基丙烯酰胺等交聯(lián)劑后，可以制得交聯(lián)網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)的聚合物乳液，用于紙張表面施膠時(shí)與纖維的結(jié) 合更加緊密牢固。 本研究以實(shí)驗(yàn)室制備S A E溶液為基體，添加 C S、環(huán)氧氯丙烷（E CH）對(duì)其進(jìn)行改性。并通過(guò)表征和 分析改性前后聚合物乳液的紅外光譜、電荷強(qiáng)度、表面 張力、玻璃化溫度等性能，研究CS、ECH對(duì)SAE改性的 效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

SAE溶液，實(shí)驗(yàn)室制備；殼聚糖，阿拉丁；冰醋酸， 分析純，杭州市高晶精細(xì)化工有限公司；環(huán)氧氯丙烷， 分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；蒸餾水，實(shí) 驗(yàn)室制備。

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，DHG-9140A，上海精宏儀器設(shè)備有限公司；精密增力電動(dòng)攪拌器，J J-1，常州普天儀器制造有限公司；恒溫電熱套，TC-15，海寧市華星儀器廠(chǎng)；電子天平：德國(guó)賽多利斯；pH計(jì)，PHS-2F，上海精密科學(xué)儀器有限 公司；旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)，N D J-79，上海精暉儀器設(shè)備有限 公司；全自動(dòng)界面張力儀，X J Z-200，承德市金建檢測(cè) 儀器有限公司；差示掃描量熱儀D S C，Q20，美國(guó)TA公 司；傅立葉變換紅外光譜儀，Va ri a n 640-I R，美國(guó)瓦 里技術(shù)中國(guó)有限公司；粒子電荷偵測(cè)分析儀，C A S德國(guó) AFG集團(tuán)；分液漏斗，四口燒瓶，燒杯等。

SAE溶液原液的固含量為31.75%，每次實(shí)驗(yàn)均使 用絕干質(zhì)量為10g的S A E，即溶液質(zhì)量31.50g。分別配 制不同質(zhì)量百分比的C S和不同摩爾質(zhì)量比的E C H與 S A E反應(yīng)制得改性施膠劑，C S質(zhì)量均為S A E溶液絕干 質(zhì)量的3%、6%、10%，C S與E C H的摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù)比分 別為1∶2、1∶3、1∶5。具體方案設(shè)計(jì)如表1所示。

稱(chēng)取一定質(zhì)量的S A E溶液，并按一定質(zhì)量比稱(chēng)取 一定質(zhì)量的C S，將C S加入至調(diào)配好的p H值=4的冰醋 酸溶液中，攪拌至C S完全溶解、溶液透明均一；將溶解 后的C S倒入S A E溶液中，將混合后的溶液倒入三口燒 瓶中，使混合溶液一直處于勻速攪拌狀態(tài)，同時(shí)將燒瓶 放置在加熱器皿中以固定的速率加熱至50℃并保持這 一溫度；根據(jù)加入的C S的摩爾質(zhì)量，按一定的摩爾質(zhì)量 比稱(chēng)取E CH，使用分液漏斗將E CH緩慢均勻滴入上述 S A E和C S的混合液中；待E CH滴加完畢，保溫1h使燒 瓶中原料充分反應(yīng)，待乳液溫度降至30℃后出料，便可 制得改性表面施膠劑。

乳液固含量測(cè)定；乳液紅外光譜表征；乳液 p H值；乳液黏度。 乳液的表面張力：使用X J Z-20 0全自動(dòng)界面張力 儀進(jìn)行表征。 樣品玻璃化溫度：使用Q20型D S C差示掃描量熱 儀進(jìn)行表征。升溫范圍為10～120℃，升溫速率為10℃/ min。 乳液電荷密度：使用C A S粒子電荷測(cè)定儀進(jìn)行表 征。取1. 0 g乳液稀釋到10 0. 0 g，用 0. 2 %硫酸或 0. 2 % N a O H溶液調(diào)節(jié)其p H值，用移液槍移取3.0m l稀釋液 和6.0m l去離子水到滴定槽中，然后使用0.0025m o l/l 的聚乙烯醇硫酸鉀溶液滴定，根據(jù)滴定液用量計(jì)算。

圖 1中 分 別 是 添 加 C S 量 為 0 % 、3 % 、1 0 % ， 并且添加 E C H為 0、m o l (C S)∶m o l (E C H )=1∶2、 mol(CS)∶mol(ECH)=1∶3的紅外圖譜。無(wú)CS和ECH添 加的樣品，即改性前實(shí)驗(yàn)室制備的S A E乳液。通過(guò)對(duì)比 分析，改性前后的聚合物紅外圖譜基本一致，即改性前 后的聚合物功能基團(tuán)一致。C S中含有胺基（-N H2）， S A E中含有叔胺，E C H作為交聯(lián)劑易與胺基（-N H2） 和叔胺發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)、季胺化反應(yīng)，生成了叔胺和季銨 鹽。改性后的聚合物圖譜中沒(méi)有出現(xiàn)C S的-N H2振動(dòng) 峰，環(huán)氧基團(tuán)也不存在振動(dòng)峰。圖譜結(jié)果基本能表明 CS、ECH都和基體SAE發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)。 2.2 乳液的基本物性 改性后乳液固含量測(cè)定后，通過(guò)計(jì)算，使用蒸餾水 將所有乳液的固含量統(tǒng)一調(diào)制成為31.75%，對(duì)調(diào)制后 的乳液進(jìn)行pH值、黏度檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。 與原S A E相比，改性后表面施膠劑的p H值、黏度 稍有增加。這與聚合物改性引入胺基、生成叔胺和季 胺，生成網(wǎng)狀聚合物有關(guān)。結(jié)果表明改性后的乳液p H 值、黏度變化不顯著。