苯酚改性脲醛树脂在造纸工业中的应用前景

上传者：何小贤
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上传时间：2015-04-21
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苯酚改性脲醛树脂在造纸工业中的应用前景

工业中的应用前景

王蕾苗宗成陕西科技大学化学与化工学院陕西咸阳 ( 712081)
陈德凤西安捷德公司陕西西安 ( 710082)
摘要: 介绍了苯酚改性脲醛树脂( PUF) , 它克服了脲醛树脂( UF) 耐水、耐热、耐老化性
能差及使用过程中释放甲醛、贮存期短等缺点。并对苯酚改性脲醛树脂涂布纸抗
水性进行了测试, 得出其在造纸抗水剂领域具有很好的应用前景。
关键词: 苯酚改性脲醛树脂; 脲醛树脂; 抗水剂
随着科学技术的飞速发展, 信息交流越来越显示
出重要的作用, 人类对纸张的要求也越来越高, 传统
的造纸助剂大多数已不能满足人们日益增长的需要,
新型造纸化学品的研发, 传统造纸化学品的改性研究
已迫在眉睫。
脲醛树脂( U F) 是一种合成高分子聚合物, 属于
热固性树脂, 自 20 世纪 30 年代生产应用以来, 被广
泛应用于造纸工业中。但脲醛树脂的耐热耐水性差,
耐老化性差, 且使用中释放甲醛, 贮存期短的缺点限
制了其进一步的发展, 本文以苯酚改性脲醛树脂, 克
服了脲醛树脂原有的弊端,具有广阔的应用前景。
布干燥后必须具有抗湿性。通常合成聚合物胶乳具有
良好的抗水性, 但淀粉、聚乙烯醇、蛋白质、海藻酸钠
等天然涂布粘合剂和表面施胶剂的抗水性很差, 需要
使用交联剂以增强涂布纸张耐湿摩擦能力, 特别对于
胶版印刷, 耐湿摩擦是很重要的指标。脲醛树脂交联
剂的主要特点是: ①适合于低固含量的涂料和底涂涂
料体系, 其 pH 值低时固化快, 在中性和碱性条件下
效果较差, 且在贮存和使用中有较浓的甲醛气味, 产
品本身的稳定性较差。②在较低温度下固化较快而表
面处抗湿摩擦能力较好, 在碱性条件下经长时间亦可
发生固化
[2 ]
。
但脲醛树脂存在种种弊端, 如: 较差的耐热、耐
水、耐老化性能, 稳定性较差, 使用中释放游离甲醛
等, 限制了其发展。以苯酚改性脲醛树脂, 苯酚的加入
在树脂中引入了苯环, 使得亲水基团羟甲基含量有降
低趋势, 提高了树脂的耐水和耐老化性能, 降低了树
脂使用过程中甲醛的释放量, 延长了贮存期, 且有着
好的耐候性, 可用作室外特种纸的加工材料。
1 脲醛树脂在造纸工业中的应用
1.1 纸张湿强剂
纤维是亲水性的, 一般纸张被水湿透后, 纤维发
生膨胀, 纤维之间键力减弱, 从而失去其大部分强度,
余下部分强度通常称为湿强度。一般来说, 是强度大
于 15% 的纸就成为湿强纸。由于脲醛树脂为非离子
性, 故不能被带阴性电荷的纸纤维较好的吸附, 因此,
用作纸张湿强剂时不能直接在浆内添加, 而只能用浸
渍法( 如表面涂布) 。脲醛树脂作为纸张湿强剂, 其树
脂间的化学交联形成网状结构包裹在纤维周围, 这种
化学交联不会被水解, 从而阻止了纸中的半纤维素的
吸水膨胀, 减少了纸张在润湿条件下的强度下降, 像
一个发网一样, 束缚了纤维的润涨, 从而保持了纸张
的湿强度
[1 ]
。
1.2 涂布交联剂
交联剂也可称为硬化剂, 由于某些涂布纸需经湿
压光、胶版印刷、放置室外等与水接触的情况, 因此涂
2
2.1
苯酚改性脲醛树脂(
PU F 的合成工艺
P UF)
将已称量好的全部甲醛 10m ol 加入到三口烧瓶
在搅拌的情况下滴加适量 N aO H 溶液调节 pH =
中,
7.5～8.5, 再加入全部苯酚 8m ol 和第一批尿素( 75% ,
0.75m ol) , 水浴加热, 待温度升到 90℃时, 反应一段时
间后, 用草酸调节 pH = 4.8～5.4, 加入第二批尿素
20% , 0.2m ol) , 当胶液滴入清水中呈白色雾状且不散
开后 , 立即用 N aO H 溶液调胶液至弱碱性 (pH = 7.
5-8.0), 加入第三批尿素( 5% , 0.05m ol) , 保温反应半
(
作者简介: 苗宗成, 男, 陕西科技大学化学与化工学院在读研究生, 主要研究方向为造纸化学品的制备及应用。

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