為了研究紙張中的纖維素成分與異氰酸酯的聚合反應(yīng)，本文以棉纖維為原料進(jìn)行聚氨酯化處理。由下表可知，隨著TDI用量的增加，纖維之間存有較多的TDI及其聚合物起到了架橋作用，紙張的緊度不斷提高，同時(shí)反映出透氣度下降。
當(dāng)TDI用量小于4%時(shí)，紙張的裂斷長(zhǎng)、耐折度與原紙相比都有一定的下降，這可能是由于少量的TDI沒(méi)有與纖維中的羥基充分反應(yīng)，反而影響了纖維本身的氫鍵結(jié)合。
當(dāng)TDI用量從6%增加到10%時(shí)，紙張的裂斷長(zhǎng)和耐折度逐漸增加，說(shuō)明通過(guò)二異氰酸酯與纖維之間的羥基反應(yīng)使紙張得到聚氨酯化，從而使得聚氨酯結(jié)構(gòu)在纖維之間架橋，將氫鍵結(jié)合轉(zhuǎn)化為化學(xué)鍵結(jié)合，提高了紙張的強(qiáng)度，尤其是濕強(qiáng)度。
而當(dāng)加入量大于10%后，其抗張指數(shù)和耐折度又出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)，這是由于TDI過(guò)量，使得紙張的脆性增加。隨著TDI用量的增加，對(duì)濕強(qiáng)度的提高非常顯著，這類加工紙可望在袋用紙、包裝用紙、地圖紙以及其它對(duì)濕強(qiáng)度要求較高的工業(yè)用紙上應(yīng)用。
隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，TDI可以更充分地和紙張中的羥基反應(yīng)，所以當(dāng)反應(yīng)時(shí)間從5min增加到10min時(shí)，聚氨酯化后的裂斷長(zhǎng)和耐折度都有所上升，說(shuō)明紙張更加致密；反應(yīng)繼續(xù)時(shí)裂斷長(zhǎng)和耐折度反而下降，這可能是由于TDI中的-N=C=O基團(tuán)和空氣中的游離-OH反應(yīng)，使得紙張表面生成白色物質(zhì)，降低了紙張的強(qiáng)度。
從下表可以看出TDI紙張聚氨酯化后紙張的強(qiáng)度隨溫度的升高逐漸增加，但由于溶劑THF的熔點(diǎn)為66℃，當(dāng)反應(yīng)溫度接近溶劑熔點(diǎn)時(shí)，THF揮發(fā)過(guò)快，反應(yīng)不完全，所以聚氨酯化的最佳反應(yīng)溫度為60℃。
綜上所述，當(dāng)TDI用量10%，反應(yīng)時(shí)間10min，反應(yīng)溫度60℃時(shí)，聚氨酯化后紙張裂斷長(zhǎng)提高了21.55%，濕強(qiáng)度為干強(qiáng)度的41.61%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一般濕強(qiáng)紙的要求（濕強(qiáng)度/干強(qiáng)度的值為15%以上），耐折度提高了1.6倍，透氣度下降為原紙的52.94%。
內(nèi)容摘自陜西科技大學(xué)造紙工程學(xué)院的王志杰、李佩燚的《聚氨酯化對(duì)紙張性能的影響及其機(jī)理》，轉(zhuǎn)載出于分享目的，如有侵權(quán)聯(lián)系刪除。
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