高阻隔PVA涂布液的研制及其在纸包装材料上的应用研究

摘要

本论文主要以 PVA为成膜材料,以纳米分散的硅酸盐片层(OMMT)作为填料,同时添加一定量增塑剂、消泡剂,并采用交联剂对PVA基材进行耐水改性,形成了PVA涂布液,再将其均匀涂布到纸张表面,干燥后形成涂层,就得到一种高阻隔PVA涂布液从而更好地用于纸张涂布,使得纸张材料在高湿条件下具有优异的阻隔性能。本论文所研究的内容有如下三点:　　首先,采用单链季铵盐、双链季铵盐对蒙脱土进行二次柱撑有机化改性,在单链季铵盐对蒙脱土进行一次柱撑改性的基础上,再用双链季铵盐对一次柱撑蒙脱土进行二次柱撑改性,制备了系列蒙脱土样品,探讨不同阳离子交换容量柱撑剂对蒙脱石二次柱撑改性的影响。用X射线衍射仪、Fourier红外光谱仪以及热重分析仪对样品进行表征。结果表明:二次柱撑蒙脱石层间距在一次柱撑基础上继续增大,表双链季铵盐进入了一次柱撑蒙脱石层间,达到二次柱撑的效果。　　其次,采用溶液插层制备PVA/OMMT纳米复合材料,通过单因素实验考察不同含量增塑剂、OMMT以及交联剂(四硼酸钠)PVA/OMMT纳米复合材料的性能,并采用XRD、SEM和TEM对复合材料的结构进行表征。结果表明:通过SEM、XRD等表征发现,蒙脱土已插层进PVA聚合物中,且层间距得到进一步增加,其在聚合物中分散较为均匀,形成部分剥离的插层型纳米复合材料。随着丙三醇含量的增加,复合材料的含水率不断增加。当环境相对湿度为70％,增塑剂为9%时,含水率达到5.96%;同时随着增塑剂含量的增大,复合材料溶液的剪切粘度不断减小。蒙脱土含量为3%时,PVA/OMMT纳米复合材料的拉伸强度、断裂伸长率以及阻湿性能相对于纯PVA分别提高了22.16%、25.05%、22.6%;同时蒙脱土含量的变化对纳米复合材料的光学性能影响不明显。考察四硼酸钠对 PVA/OMMT纳米复合材料耐水改性能的影响,结果表明:四硼酸钠的最佳含量为2%~4%,此时复合材料有最佳的耐水效果。　　最后,将制得的PVA涂布液涂布到牛皮纸和箱板纸表面,形成纸张/PVA复合材料,测定涂布后的纸张/PVA复合材料的物理性能、阻隔性能。结果表明:涂布后的复合涂层具有较好的阻隔性能和剥离强度,涂布后的纸张材料的各项物理强度和阻隔性能较基材都有所提高。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 PVA涂布应用研究

1.3 PVA涂布液耐水改性研究

1.4 PVA涂布液纳米改性研究

1.5本课题研究目的及研究内容

第二章 二次柱撑蒙脱石的制备及表征

2.1实验材料与主要设备

2.2实验方案的设计

2.3结果与讨论

2.4本章小结

第三章 PVA/OMMT纳米复合材料的制备及表征

3.1实验材料与主要设备

3.2实验方法

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 应用研究

4.1实验材料与主要设备

4.2 PVA涂布液配制

4.3 纸张性能测试

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士期间公开发表的论文及其他成果

致谢