造纸湿强剂PAE的改性研究进展何裔鑫，薛国新，陈金龙，姚晓红（浙江理工大学，浙江杭州310018）摘要：该文探讨了造纸湿强剂聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）树脂的作用机理以及改性的方法，重点分析了PAE的改性研究进展；并认为作为造纸湿强剂，环境友好型的高固含量改性PAE是今后的发展趋势。关键词：湿强剂；聚酰胺环氧氯丙烷树脂；改性聚酰胺环氧氯丙烷树脂：TS727+.2文献标识码：A：1007-2225（2011）05-0002-04ResearchTrendsofModifiedPAEWet-strengtheningAgentinPapermakingHEYi-xin，XUEGuo-xin，CHEN激n-long，YAOXiao-hong（Zhe激angSci-TechUniversity，Hangzhou310018，China）Abstract：Thispapersummarizedthewet-strengtheningmechanismsofmodifiedpolyamidoamineepichlorohydrin（PAE）resinsandtheirpreparationmethods.Bycarfulanalysisontheresearchsituationsontheseresins，anditcanbeconcludedthattheresearchtrendshouldbeondevelopingmoreenvironment-friendlyPAEresinswithhighsolid随着现代科学技术的发展，纸的应用范围越来越广泛，其中有些纸要求在水的作用下、或者在水中应用和加工，如特种地图纸、钞票纸、工业滤纸、照相原纸和茶叶滤纸等[1]。这就必须给此类纸赋予一定的湿强性能，即在纸的抄造过程之中或之后加工过程中加入湿强剂，使纸有一定的湿强度。目前造纸工业使用的增强剂主要是PAE树脂、三聚氰胺甲醛（MF）树脂、尿素甲醛（UF）树脂及其他类型的增湿强剂。由于MF树脂与UF树脂都只能在酸性条件下使用，且含有甲醛成分，对人体有害而不能被大量使用；而其他的湿强剂如聚乙烯亚胺（PEI）等研究还不十分成熟而没有大范围商业化。而PAE树脂是属于一种水溶性、阳离子型、热固性树脂，具有增湿强效果好、无甲醛，用量少、成纸返黄少、无毒、使用方便、损纸回收容易，特别适合中碱性抄纸，且兼有助留、助滤作用等优点[2]2249-2255。相比之下，湿强剂PAE树脂则显现出优势所在。PAE湿强剂的作用机理Dunlop-JonesN认为当纸湿的时候为了保留它的部分初始干强度，一般有以下1种或几种方法：（1）加强原有的纤维结合；（2）保护已有的纤维间结合；（3）形成对水不敏感的新键；（4）产生一个对纤维进行物理包覆的网络[3]。PAE阳离子树脂加入到纸浆中时，因PAE树脂的正电荷与带负电荷的纤维相互吸引，同时湿强剂上的羟基与纤维上的羟基发生氢键作用使纤维表面吸附大量树脂，在纸页干燥时，受烘缸表面温度影响，留在纸中的树脂发生作用，在纤维表面上交联成不被水破坏的网状结构，从而减少纤维的吸水和不受水的润胀，保护纤维间的氢键，使纸具有湿强度同时增加纸的干强度[4]32-34。从浆料系统的1收稿日期：2011-07-12（修回）第5期何裔鑫，等：造纸湿强剂PAE的改性研究进展·3·负值变小，纸张的湿强度增加。当Zeta电位为0时，细小纤维和PAE留着率最高，当Zeta电位为正值时，PAE留着率降低[4]32-34。PAE湿强剂的作用机理有2种解释。一种为均交联机理。这种机理认为，加入PAE树脂后，PAE树脂部分沉积于纤维之间或吸附于纤维的表面，PAE分子间产生交联作用，当纸页干燥时，这些树脂相互交联成网状结构。另一种为共交联机理，PAE湿强剂是一种低相对分子质量能溶于水的树脂，将其树脂进行改性，降低了生产成本，改性PAE的主要性能指标达到甚至超过未改性PAE树脂，同时改性树脂具有价格低的优势，可以满足纸厂的要求[7]。加入量为0.5%质量分数（一般指对于绝干浆的质量分数，下同）时，湿强效果（即由湿强度对干强度的保留率表示）对苇浆达到28.04%，对桉木浆达到30.18%；同样条件下工业品分别为25.7%和27.68%，达到了工业生产的需要。改性剂M的价格比二乙烯三胺低，每吨改性PAE的价格比未改性产品低300～500元，具有可观的经济效益[8]。目前瓦楞原纸的生产多以废纸浆为原料，但是由于废纸浆带有很多的阴离子垃圾等，生产的瓦楞原纸强度很难提高。如果将PAE单独作为瓦楞原纸增强剂使用，不仅成本过高，而且对瓦楞原纸环压强度等提高也很有限。苯乙烯作为一种硬单体，在共聚物合成中可以增加合成物分子的刚性。实验通过在一定条件下用廉价的苯乙烯对PAE进行接枝共聚改性...