湿增强剂的合成方法

湿增强剂的合成方法
      （一）PPE树脂的合成方法
       聚酰胺聚胺环氧氯丙烷树脂简称PPE，又称聚酰胺聚胺表氯醇树脂或聚酰胺环氧氯丙烷树脂。PPE为水溶性，阳离子型、热固性树脂，非甲醛类聚合物，无毒无味，可在pH4-12范围内使用，具有良好的湿强效果。其特点是用量少，适合中性造纸，而且损纸易于处理，也可用作处理工厂废水的絮凝剂。
       1、PPE树脂的质量指标：外观：浅琥珀色微粒液体，含固量：12.5%±0.3%,比重:1.03kg/l,粘度:40-60cps,凝固点:-1℃,pH4.6-4.9.
       2、PPE树脂化学合成方法主要分两步，第一步先合成聚酰胺，第二步以聚酰胺为原料再生成PPE树脂。合成聚酰胺时可用二乙烯三胺也可用三乙烯四胺。
       3、原料：二乙烯三胺 103g（三乙烯四胺146g）
       乙二酸 146g
       环氧氯丙熔烷 80g（用三乙烯四胺时，环氧氯丙烷取76.4g）
       水 适量
        10%盐酸（或硫酸）适量
        10%氢氧化钠 适量
        4、器皿：开口搪瓷桶（或三颈烧瓶）、搅拌器、璃棒、酒精灯（或电加热器）、天平（台称）、量筒、烧杯、粘度仪。
        5、工艺条件：常温常压。
        6、合成方法：
第一步。取二乙烯三胺103g（或三乙烯四胺146），放入开口搪瓷桶（或三颈烧瓶）中，开动搅拌器，加水31g。然后缓缓加入乙二酸146g，此时温度自行上升至115-120C，搅拌均匀后，开始加热升温，至130C时会出现泡沫，此时要注意，保温约半个小时，防止泡沫外溢，待泡沫消失后继续升温至190℃-200℃，保湿约1.5-2小时。停止加热，待温度下降到160℃以下时，慢慢加入水，使总量在400g。此时树脂固含量50%左右，搅拌均匀后备用，树脂得率约为85%。
第二步。向第一步制得的聚酰胺液本加入水600g，搅拌并逐滴加入环氧氯丙烷80g，大约在3-11分钟内加完。开始加热升温至75C时停止加热，不断搅拌，并测其粘度达25-30厘泊（含固量19%）时，立即加入10%盐酸（或硫酸）调节pH4-5，即可贮存备用。
第三步。使用时，先用10%氢氧化钠溶液调到pH6-7，并加适量水稀释，在搅拌后加入浆池中。
         7、注意事项：
（1）二乙烯三胺（或三乙烯四胺）与乙酸反应在160℃-210℃常压下进行，时间0.5-2小时，胺与酸的克分子比为0.8：1-1.4：1，最好在0.9：1-1.2：1，小于0.8：1会出现凝胶，大于1.4：1会生成小分子量的聚酰胺。
（2）聚酰胺与环氧氯丙烷反应时，温度约45℃-70℃，粘度大于0.85厘泊，最好让反应在水溶液中进行，以缓和反应，通常不调pH值，但反应时pH值会降低，如有需要可加碱中和部会生成的酸，则有利于氯代醇基转变成环氧基。当需要的粘度已达到时即加水稀释，使树脂溶液含量在10%左右，并冷却至25℃，再加酸调pH5-6使之稳定，最好高至pH=5。每一个聚酰胺的仲胺基使用1.0-1.5克分子的环氧氯丙烷可获得满意的结果。
（3）在使用PPE树脂时应先用10%的氢氧化钠将pH调至7-8，使它获得活化，PPE树脂可直接加入浆料中，添加范围0.1%-5%（对干纤维）。
（4）PPE树脂使用时要避免与浓酸接触。
8、贮存方法：PPE树脂应贮存于阴凉通风和干燥的地方，尽量避免结冰和高温（>32℃）。保存温度应高于4.4℃，如产品凝固融化后要混合均匀并立即使用；在低于32℃的环境下可保存3个月，超过3个月湿强效果下降。一般贮存期为6个月。
（二）阳离子型UF树脂的合成方法
脲甲醛树脂简称脲醛树脂，它是以尿素与甲醛聚合而成的。UF树脂分为阴离子型和阳离子型两种。阴离子型UF树脂不易和带负电荷的纤维相结合，存留率较低，湿强效果很差。阳离子UF树脂是由阴离子型UF树脂改性后得到的改性阳离子型UF树脂可获得的湿强度能达到干强度的50%以上，而且在提高湿强度的同时，并不影响纸的其他性质，同时还能使纸的裂断长、耐破度、耐折度和施胶度等有相应的提高。
UF树脂是一种无色（或草黄色）透明、均匀、糖浆状液体，与水能以任意比例混合而不发生沉淀。具有离子特性，有阳离子型和阴离子型。当加入纸浆中时，树脂就会被纤维所吸附并留着在纤维上。工业上常用阳离子型UF树脂。
1、乙二胺改性脲醛树脂的合成方法
（1）特点：乙二胺改性脲醛树脂是一种阳离子型树脂，由于它是阳离子型，为此比未改性的脲醛树脂的增湿强效果显著。另外还具有较好的水溶性，不易凝胶，制造方便和价格低廉等特点。它是由尿素与甲醛首先作用，随着添加乙二胺和其他辅助化学药剂而制成。
（2）原料：尿素（95%-100%结晶） 1mol
甲醛（51%水溶液） 2.5mol
乙二胺（98-100%）0.1mol
盐酸（38%） 0.1mol
氢氧化钠（25%）适量，用以控制树脂液的pH值
蚁酸（90%）适量，用以控制树脂液的pH值
（3）设备：量筒、天平、pH试纸、滴定管，加热器（50℃-100℃），具有温度计、搅拌器和回流冷凝器的容器等。
（4）合成步骤：A、先将酸9.5ml与乙二胺6.1ml作用生成乙二胺盐，再与甲醛溶液147ml置入安装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的容器内。
B、控制pH值在7.0-8.0，随后加入尿素60g，反应液的pH值仍控制在7.0以上。
C、随后升温，待温度渐升至95℃时，用蚁酸调节pH值至4.2。因乙二胺具有碱性，此后反应液的pH值又提高至6.2，再用蚁酸使其降低至4.0，约20min后，反应液的pH值能稳定在5.2-5.6，然后保持树脂化反应在95℃的条件下进行。
D、待树脂液的粘度约到100cp时，使树脂液自然冷却至65-75℃，继续进行树脂化反应。
E、待树脂液达到所需要的粘度时（约0.15Pa.s）随即迅速冷却至室温，并用25%NaOH溶液调节树脂液值至7.2-7.6。此时所制得的树脂液的固体物含量约为51%-53%，再用水稀释至约45%的浓度。
（5）贮存方法：浓度为45%的树脂液在低于20℃下进行贮存。
2、多元胺改性脲醛树脂的合成方法
（1）特点：多元胺改性脲醛树脂也是一种阳离子型树脂，由于它有两个活性基团，为此增湿强的效果显著，此外，它还具有pH值的适用范围广和良好的稳定性等优点。
如果多元胺改性脲醛树脂具有足够的分子量，则当将其加入纸浆后经过固化，则树脂成网状体型结构，即树脂分子与化浆纤维纵横联结起来，从而使纸张的湿强度显著增加。
（2）原料：尿素 200g（纯）
二乙烯三胺1/3和三乙烯四胺2/3共148克（纯）
乙二醇 100ml（纯）
甲醛（37%） 124g
H3PO4（85%） 4.6ml
NaOH（10%） 17ml
（3）器皿：天平、烧杯、油浴加热器、温度计、搅拌器、pH试纸及指示剂、量筒等。
（4）合成方法：A、尿素220，二乙烯三胺1/3与三乙烯四胺2/3共148克，在64min升温至145-150℃（油浴加热）。
B、在145-150℃下保温15min。
C、降低温度到135℃后，加入乙二醇100ml。
D、搅拌冷却至室温，即得聚脲酰中间体，pH值为11。
E、聚脲酰中间体1015.g和甲醛（37%）102g共同加热至80℃。
F、在80℃，pH为9的条件下保温20mim。
G、冷却至70℃，添加85%H3PO44.6ml，水65ml，调节pH值至5.5，保温65min。
H、随后加入10%NaOH17ml，37%HCHO22ml，水103ml，并搅拌冷却至室温，即制得多元胺改性脲醛树脂pH值为4。
（5）贮存主法：通常贮存于阴凉通风和干燥的地方，贮存期为6个月。