温敏性高分子合物的助留助滤性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义

造纸湿部化学过程控制是指造纸过程中，通过过程助剂的添加和工艺的调整，使造纸机保持最佳的湿部化学操作条件并减少湿部系统的波动。进行湿部过程控制的重要意义在于：①增加造纸机的车速，提高生产率；②实现湿部系统的生产监控，强化网部成形的作用，在湿部把好质量关；③降低成纸定量，节约造纸资源；④从酸性造纸向碱性造纸转化；⑤增加白水的回用率，减少造纸原材料的流失；⑥降低白水的处理负荷，实现清洁生产；⑦合理使用湿部化学添加剂并达到最优化的添加工艺。

造纸湿部过程控制是以良好的纸页成形质量、快速的纸料滤水速率及高效的纸机抄造性能为控制目标的。对于不同的造纸企业，生产不同纸种的造纸机，具体的湿部过程控制指标数值会有所不同，但总是围绕着上述的中心目标进行的。

纸页成形过程是湿部化学最主要的研究领域，助留剂、助滤剂是两类最重要的过程助剂，其使用量近年来一直在大幅度上升。在纸页成形过程中，细小组分的留着率低，会影响纸机的运行性、清洁度和化学品的效率。细小组分在纸页中的留着主要通过两种机理来实现：机械截留和胶体聚集。因此本研究课题旨在探索开发一种新型的助留助滤剂，以满足造纸湿部的运行要求。

2. 国内外研究现状分析

甲基纤维素（mc）及其羟烷基衍生物是一类冷水可溶性的非离子型聚合物，根据甲基的取代程度如均匀性，以及改性羟烷基的不同，这些聚合物具有不同的溶解性能、表面活性、热凝胶化作用和与其它物质的相容性，从而扩大了mc的应用领域。

这一类聚合物的水溶液有独特的性质。水溶液加热时，在特定的温度下发生相分离，形成三维网状结构的凝胶析出；冷却时，当达到凝胶形成的特定温度以下，凝胶消失恢复原始溶液状态。这种溶液凝胶转变是一种可逆过程，其特性显然是由于聚合物分子链含有大量憎水性取代基的特殊性和分子间相互作用的结果。在较低温度下，聚合物大分子被水化分散而成为溶液状态；当温度升高分子水化作用减弱而链间水被逐渐逐出，反映出溶液相对粘度随温度升高而下降；当去水化作用足够充分（并非完全）时出现大分子聚集体，最终导致形成结构胶体，相对粘度急剧增大。

mc凝胶化的机理尚有些争论，有的认为可能是由于存在未变化的原始纤维素结构残余所引起^[1]，有的认为未必不是由于有高度取代的单元如三取代存在所致^[2]。基本事实是mc的溶解性能很大程度上取决于取代基分布的均匀性，如由钠铜纤维素均相醚化制得的均匀取代的mc，水溶性取代度要比由碱纤维素非均相醚化制得的要低得多，而且水溶液即使加热到接近沸腾也不发生凝胶化^[1]。因此，可以认为由碱纤维素非均相反应制得的mc的热凝胶化特性，确与取代均匀性有密切关系。

3. 研究的基本内容与计划

总体思路：

1、找到某种与造纸湿部温度相匹配的温敏性高分子化合物，即在40℃左右可以析出。

2、温敏性高分子化合物的助留助滤效果评价。

4. 研究创新点

甲基纤维素、羟丙基纤维素以及聚-N-异丙基丙烯酰胺都是几类典型的温度敏感聚合物，其水溶液在低温下溶解，高温下不溶，这种温敏型材料在水中的溶解状态受外界温度影响而发生溶液和半固体之间的相转变，基于这种特性，通过实验探索此类温敏性物质在助留助滤方面的应用前景。