瓦楞紙抗潮劑的研制與性能

柯炳太　陳少平　孫淑秀　李遠(yuǎn)友　吳宗華（福建師范大學(xué)　化學(xué)與化工學(xué)院,　福建　福州　350007）

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瓦楞紙抗潮劑的研制與性能

柯炳太陳少平孫淑秀李遠(yuǎn)友吳宗華
（福建師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,福建福州350007）

摘要：分別研制了ASA乳液抗潮劑WZS-60和AKD乳液抗潮劑WZS-70，并考察它們?cè)诩垙埳系姆浪钩毙Ч?。結(jié)果表明， WZS-60具有良好的防水抗潮效果，WZS-60中ASA：疏水化合物SLR的質(zhì)量比為9∶1時(shí)，WZS-60的防水抗潮性能最好。AKD乳液與添加劑的混合物WZS-70可以用作紙張的防水抗潮劑。

關(guān)鍵詞：ASA乳液AKD乳液防水抗潮劑

0　前　言

隨著紙產(chǎn)品的應(yīng)用廣泛，各行業(yè)對(duì)紙張性能的要求越來越高。在包裝行業(yè)中，由于在產(chǎn)品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，紙張容易受到外界潮濕空氣的影響，導(dǎo)致紙張發(fā)霉、受潮，從而進(jìn)一步影響產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。所以，紙張的防水抗潮性能的好壞直接影響商品的質(zhì)量。傳統(tǒng)的抗潮工藝是采用高阻濕性的材料，如塑料、金屬、樹脂等，通過加工等方式覆蓋紙張表面[2]。該工藝雖然能起到防水抗潮的效果，但紙張的二次加工利用大大受到的影響。目前，使用環(huán)保型的包裝紙成為一種趨勢(shì)。本文研制了新型乳液，用作防水抗潮劑，通過表面施膠的方式，考察了乳液對(duì)紙張防水抗潮效果的影響，以期進(jìn)一步開發(fā)高性能紙張防水抗潮劑。

1　試　驗(yàn)

1.1儀器與原料

防水抗潮劑WZS-60由烯基琥珀酸酐ASA與疏水化合物SLR、DDR等復(fù)配；防水抗潮劑WZS-70由烷基烯酮二聚體AKD與實(shí)驗(yàn)室自制添加劑ZJC和ZJD等復(fù)配；商品抗潮劑。

SL200B型接觸角測(cè)定儀，上海梭倫信息科技有限公司；吸水性測(cè)定儀，杭州輕通博科自動(dòng)化技術(shù)有限公司。

1.2表面施膠

將氧化糊化后的淀粉糊液按一定比例與復(fù)合乳液復(fù)配，制得表面施膠劑。將定量的紙張鋪展在水平版面，將表面施膠液均勻地涂在紙張上，于室溫下晾干。在恒溫恒濕的條件下，將紙張裁剪成φ為12.5 cm的圓片，用吸水性測(cè)定儀測(cè)定紙張的Cobb值。將質(zhì)量為m0紙片置于潮濕的空氣中，放置168 h后，測(cè)定紙張的質(zhì)量m1。通過公式：

η=（m1- m0）/m0×100%

由式（1）可計(jì)算出紙張的吸潮率。

1.3接觸角的測(cè)定

將一定量的紙張防水抗潮劑均勻地鋪展在A4紙張上，晾干。在SL200B型接觸角測(cè)定儀上測(cè)定成膜后的接觸角，見圖1。

圖1　紙張抗潮劑的接觸角

2　結(jié)果與討論

2.1紙張防水抗潮劑的性質(zhì)

從表1可知，由烯基琥珀酸酐ASA與疏水化合物復(fù)配防水抗潮劑WZS-60和由烷基烯酮二聚體與助劑復(fù)配的WZS-70都能較好地溶于水中，短時(shí)間內(nèi)不出現(xiàn)破乳現(xiàn)象，兩者又能均勻地分散在淀粉糊液中。這將有利于抗潮劑通過表面施膠均勻地分布在紙張表面，使紙張表面沒有油污點(diǎn)。水滴在WZS-60和WZS-70形成的膜上的接觸角分別為60°和61°，均大于商品抗潮劑的52°，表明WZS-60和WZS-70的疏水性大。

表1　不同乳液的基本性質(zhì)

2.2WZS-60的防水抗潮性能

表2　WZS-60的防水抗潮性能

控制淀粉與助劑的質(zhì)量比為60∶3對(duì)紙張進(jìn)行表面施膠。從表2可以看出，淀粉中加入商品表膠或WZS-60后紙張的Cobb值下降，紙張的抗水性能提高，WZS-60的作用效果大于商品表膠。將紙張?jiān)诔睗竦目諝庵蟹胖?68 h后測(cè)定吸潮率，淀粉+商品表膠施膠的紙張的吸潮率為1.91%，比淀粉與WZS-60施膠的紙張的0.80%大一倍多，表明WZS-60的抗潮作用。這是由于通過表面施膠，ASA能有效地留著在紙張表面。WZS-60中的酸活性基團(tuán)與纖維上的基團(tuán)反應(yīng)，形成疏水結(jié)構(gòu)，達(dá)到防水抗潮的作用[3]。

WZS-60中疏水化合物種類和用量影響其防水抗潮性能。由圖2和圖3可見，WZS-60中ASA：疏水化合物SLR的質(zhì)量比為9∶1時(shí)，WZS-60的防水抗潮性能最好。

圖2　ASA乳液與添加劑復(fù)配的Cobb值

圖3　ASA乳液與添加劑復(fù)配的抗潮性能

A1、A2、A3依次為WZS-60中ASA：疏水化合物SLR=9∶1、7∶3、6∶4

B1、B2、B3依次為WZS-60中ASA：疏水化合物DDR =9∶1、7∶3、6∶4

2.3WZS-70的防水抗潮性能

比較表2和表3可以看出，淀粉在瓦楞紙上進(jìn)行表面施膠時(shí)可大幅降低紙張的Cobb值，加入AKD乳液后，紙張的抗水性能進(jìn)一步提高。但在吸潮率方面，AKD乳液并末提高紙張的抗潮性能。

表3　AKD乳液的防水抗潮性能

通過在AKD乳液加入添加劑，進(jìn)一步考察AKD乳液的防水抗潮效果。從表3和圖4可以看出，AKD乳液中加入添加劑后紙張的Cobb值降到35。在吸潮率方面，紙張的吸潮率都比AKD乳液的大幅降低。其中加入9%的添加劑ZJC的AKD乳液防水抗潮效果最好。這是由于AKD乳液與添加劑混合后，能使AKD帶上正電荷，加快AKD與紙張纖維進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)也減小了AKD的水解速度，從而提高紙張的防水抗潮性能[4]。

C1、C2依次為WZS-70中AKD乳液：添加劑ZJC = 9.4∶0.6、9.1∶0.9

D1、D2依次為WZS-70中AKD乳液：添加劑ZJD = 9.4∶0.6、9.1∶0.9

圖4　AKD乳液與添加劑復(fù)配的吸潮性能

2.4與商品防水抗潮劑的比較

將2.3中效果較好的防水抗潮劑與商品抗潮劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。從表4可以看出，淀粉和助劑用量相同的情況下，WZS-70施膠后的紙張的Cobb值明顯低于商品表膠與商品抗潮劑混合物的Cobb值。同樣，WZS-70施膠后的紙張的吸潮率也小于商品表膠與商品抗潮劑混合物的吸潮率，表明WZS-70可以用作于紙張的防水抗潮劑。

表4　不同助劑的防水抗潮性能

3　結(jié)束語

（1）WZS-60具有良好的防水抗潮效果，WZS-60中ASA：疏水化合物SLR的質(zhì)量比為9∶1時(shí)，WZS-60的防水抗潮性能最好。

（2）AKD乳液與添加劑的混合物WZS-70可以用作于紙張的防水抗潮劑。

參考文獻(xiàn)：

[1]王敏.綠色防潮包裝紙的開發(fā)應(yīng)用[J].江蘇造紙,2013(2):32.

[2]章偉偉.環(huán)保型超疏水抗潮功能紙張的研[D].廣東:華南理工大學(xué).2014:1-2.

[3]毛二林,楊曉武.烯基琥珀酸酐ASA在中性施膠的性能與應(yīng)用淺析[J].上海造紙,2007(38):40.

[4]龍芬.AKD中性施膠劑施膠機(jī)理研究[D].湖北：湖北工業(yè)大學(xué),2012:12-15.

柯炳太(1991—)男在讀碩士研究生福建師范大學(xué)，精細(xì)化學(xué)品，773011611@qq.com.

陳少平（1956—）女博士教授。研究方向：造紙化學(xué)與精細(xì)化工。

郵箱：chenshpn@fjnu.edu.cn.

*共同通訊作者：

吳宗華（1957-）男博士教授，研究方向：高分子界面科學(xué)。

郵箱：wuzonhua@fjnu.edu.cn.

Development and Properties of Moisture Resistance agent for Corrugated Board

KE Bingtai，CHEN Shaoping，SUN Shuxiu，LI Yuanyou，WU Zonghua
(College of Chemistry and Chemical engineering,Fujian Normal University,Fuzhou 350007, China)

Abstract:ASA emulsion moisture resistance agents WZS-60 and AKD emulsion moisture resistance agents WZS-70 were prepared respectively,and investigated their moisture resistance effects on papers. The results show that,WZS-60 have a good moisture resistance, When the mass ratio of ASA: Hydrophobic compound SLR is 9:1, the moisture resistance of WZS-60 is the best. WZS-70 ,Mixture of ASA emulsion and Additive , can be used as a t moisture resistance agent on papers.

Keywords:ASA emulsion; AKD emulsion; moisture resistance agent

*通訊作者：

作者簡介：