固体颗粒乳化AKD的研究与应用

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烷基烯酮二聚体(AKD)广泛应用于造纸工业,以O/W型乳液的形式应用于纸浆中以提高纸页的抗水性能。造纸行业中,传统造纸施胶剂乳液通常由表面活性剂充当乳化剂,阳离子高分子类物质为稳定剂。商业化施胶剂乳液中阳离子淀粉用量通常较大,获得的施胶剂乳液有效成分含量低。同时表面活性剂的使用不利于纸页施胶度的提高,而固体颗粒稳定的乳液,即 Pickering乳液,则能避免表面活性剂的不利影响。吸附在油水界面上的固体颗粒形成稳定的界面膜,可有效阻止乳液液滴之间的聚并,提高乳液性能。本文研究了不同种类固体颗粒对造纸施胶剂AKD的乳化效果,这些固体颗粒包括改性锂皂石纳米微粒,高分子多糖形成的纳米颗粒,聚合氯化铝微粒,以及微粒联合稳定AKD乳液的性能及其施胶效率。  本研究主要内容包括:⑴谷氨酸钠(MSG)对锂皂石改性,可改变水分散相中锂皂石的絮聚状态,颗粒表面电荷,及其亲水亲油性。采用谷氨酸钠改性锂皂石可制得稳定的 AKD Pickering乳液。制得的AKD乳液滴直径小、粒径分布均匀,乳液施胶效率高。当谷氨酸钠用量为2 mmol/g(对锂皂石)时,制得的乳液性能最佳。⑵壳聚糖具有一定的乳化能力,但自身不能形成稳定乳液,添加阳离子淀粉可制得AKD乳液。壳聚糖与纳米二氧化硅联合乳化可制备AKD Pickering,当纳米二氧化硅和壳聚糖的用量分别达到2%、2.4%时,可以获得粒径小、分散均匀、施胶效率高的乳液。⑶壳聚糖和三聚磷酸钠由离子凝胶法制备的 CTS/STPP纳米微粒作为乳化剂可制备稳定的AKD Pickering乳液,CTS/STPP纳米微粒用量为4.48%时制得的AKD乳液稳定性好、施胶效率高。以壳聚糖(CTS)和海藻酸钠(SA)为原料制备了两种CTS-SA、Ca-CTS-SA凝胶微粒,两种微粒在适当的条件下,均可制得AKD Pickering乳液,相比而言含钙离子的Ca-CTS-SA凝胶微粒对AKD的乳化效果更佳,乳液稳定性高,黏度低,施胶效率更高。⑷聚合氯化铝(PAC)微粒对AKD有一定的乳化作用,当PAC用量为3%-4%时,能形成具有一定稳定性的O/W乳液,乳液粒径分布均匀,施胶效率高。聚合氯化铝与锂皂石联合可制得AKD Pickering乳液,乳液施胶效率高,但乳液长时间静置有少量水相析出,2%的锂皂石与少量聚合氯化铝制得的AKD乳液为非球形乳液。阳离子淀粉和壳聚糖作为稳定剂添加至聚合氯化铝与锂皂石联合稳定的AKD乳液中,可以明显提高乳液的稳定性。⑸锂皂石与轻质碳酸钙(PCC)联合乳化 AKD,添加焦磷酸钠可提高乳液流动性和施胶效率。焦磷酸钠用量小于0.2%,2%的锂皂石与20%(对锂皂石)的PCC稳定的AKD乳液粒径小、稳定性高、施胶效果最高。
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