第二章造纸用水溶性聚合物
•淀粉的两种结构形式
直链淀粉：吡喃式葡萄糖单元通过1,4-键 连接
支链淀粉：主链是(-1,4)连接，分支点上含 有 (-1,6)连接的侧链，其侧链偶而也有在第 三碳位进行连接的。平均每18～27个葡萄糖 单元有一个分支点。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•2.3.1.2 淀粉的物理结构
o 聚氧化乙烯：分散剂和助留剂
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.2.5 聚乙烯亚胺
(Polyethyleneimine,PEl)
o PEI属阳离子支链型高分子,由乙烯亚胺在酸 性介质中开环聚合而成：
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
PEI 改性
o 与环氧氯丙烷反应，得到聚乙烯亚胺环氧 氯丙烷:
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
糊化温度：
o 使淀粉变成淀粉糊或凝胶化的温度，称糊 化温度。
o 糊化温度随淀粉的品种不同而有差异，较 大的颗粒一般较易糊化，如马铃薯淀粉的 糊化温度为62－650C，淀粉糊的粘度较大， 玉米淀粉的糊化温度72－750C，小麦淀粉 的糊化温度62－800C，后两者糊化后的粘 度较低。淀粉变性引入亲水基团后，糊化 温度降低。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
叔胺与季铵型淀粉
o 叔胺的阳电荷靠吸附介质中的H+产生，受 体系pH影响很大，pH超过7，叔胺的阳 电荷就会大大降低，因此，叔胺型的阳离 子淀粉仅用于酸性抄纸中。
o 季胺盐的正电荷靠自身的电离产生，受pH 的影响很小，适于所有的抄纸条件。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
（4）两性PAM
o 化学改性法： PAM＋NaCO3或NaOH水解形成羧基 Hofmann降解反应获得伯胺阳离子基团； 或经Mannich反应，获得叔胺阳离子基团。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
化学改性法合成两性PAM
PPT文档演模板
•先水解再Hofmann降解
2.2.1 聚丙烯酰胺 polyacrylamide，PAM
[ CH2—CH—]n C=O NH2
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.2.1.1 聚合方法
①水溶液聚合法
8％-10％AM水溶液+引发剂 溶液
PAM水
25％-30％AM水溶液中浓聚合后经造粒、
捏合、干燥、粉碎
干粉
特点：安全、简单、应用普遍
（1）直链淀粉与支链淀粉的分子结构 直链淀粉：直链淀粉是一种线性聚合物，呈 右手螺旋结构，每6个葡萄糖单元组成螺旋 的一个节据，在螺旋内部只含氢原子，是亲 油的，羟基则位于螺旋外侧。
a.淀粉－脂肪酸包合物
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•b.淀粉与碘的变色反应
DP < 12 不显色； DP = 12～15 呈棕色 DP = 20～30 呈红色 DP = 35～40呈紫色 DP > 45 呈蓝色
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•2.2.2 聚丙烯酸(polyacrylic acid)
聚丙烯酸及其共聚物结构 ：
•过硫酸铵的引发丙烯酸与丙烯腈水溶液聚合
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.2.3聚乙烯醇 (polyvinyl alcohol, PVA) o 乙酸乙烯酯单体在甲醇存在下由偶氮二异
水的亚麻油通过双键的加成反应引入足够的羧基， 就可溶于水。
2）降低聚合物的结晶度，如甲基纤维素、乙基
纤维素可溶于水。
3）利用聚电解质的反离子力的作用促进溶 解，促使分子发生卷曲，如藻蛋白酸钠的溶
解及氯化钠的增溶作用。
4）提高温度
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.2 造纸用水溶性聚合物的合成
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
PVA 性质
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.2.4 聚氧化乙烯(polyethylene oxide, PEO)
o 聚氧化乙烯又称聚环氧乙烷(EO) ，分子式 为HO(CH2CH2O)n H，由EO在多相催化剂 作用下开环聚合而成。
PPT文档演模板
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•② 反相乳液聚合法
AM水溶液＋ 油相＋乳化剂
W/O乳
状液 ＋ 油溶性引发剂
PAM乳液
粉状PAM：共沸蒸馏脱水
特点：热量分散均匀，反应体系平稳，易
控制，适合于制备高分子量且分子量分布
窄的PAM胶乳或干粉型产品。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•③ 辐射引发法
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.3.1.5 淀粉的改性
o 为什么改性？ o 天然淀粉与纸料的亲和力较差，不易
吸附到纤维上，湿部淀粉一般为经改 性的带有各种电荷的淀粉，包括阳离 子淀粉，阴离子淀粉，两性淀粉和接 枝淀粉等。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
(1) 阳离子淀粉
o 醚化：淀粉可通过与带有叔胺或季胺基团 的阳离子醚化剂反应而引入阳离子基团， 改性为阳离子淀粉。
•1 单粒 粒
PPT文档演模板
2 复粒
3 半复粒 4 假复
第二章造纸用水溶性聚合物
环层内
o 呈放射状排列的微晶束。 o 在微晶束内，因直链淀粉分子和支链淀粉分
子的侧链都是直链，这些长短不同的直链淀 粉分子和支链淀粉分子的侧链相互平行排列， 相邻羟基之间通过氢键结合。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
（1）脲醛树脂 (UF)
甲醛和尿素在中性或偏碱性介质中，首先 发生加成反应生成一羟甲基脲，二羟甲基脲 等，这些羟甲基衍生物，也可以进一步发生 缩合，形成低聚物：
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•脲醛树脂改性
反应中加入NaHSO3羟甲基的磺化作用， 形成阴离子的水溶性脲醛树脂:
第二章造纸用水溶性聚合物
化学改性法合成两性PAM
PPT文档演模板
•先水解再Mannich反应
第二章造纸用水溶性聚合物
共聚法合成两性PAM
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
共聚与化学改性相结合制备两性PAM
o 将AM、阳离子单体（如丙烯酰氧乙基三 甲基氯化铵等）和阴离子单体（如丙烯酸 类）共聚后，在合适的条件下再通过 Hofmann降解反应获得伯胺基团。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.2.5聚酰胺多胺环氧氯丙烷 (PAE)
o PAE树脂由两步合成：第一步，二元酸和 三胺反应生成聚酰胺多胺 ：
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
第二步，聚酰胺多胺与环氧氯丙烷发生缩合反 应合成PAE树脂：
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.2.6氨基树脂
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•2.3.1.2 淀粉的物理结构
（2）支链淀粉 支链淀粉是高度分支的庞大分子，其分支成簇
状，形成许多小的结晶区，结晶区由支链淀粉的侧 链有序排列形成。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•2.3.1.3 淀粉颗粒的分子结构
淀粉颗粒由许多环层构成的:密度差异－－ 昼夜光照密度的差异
第二章造纸用水溶性聚合物
PEO
o 聚乙二醇பைடு நூலகம் 相对分子质量小于2.5万,呈粘性 液体或蜡状固体。
o 聚氧化乙烯或聚环氧乙烷: 相对分子质量大 于2.5万以上时。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
PEO
o 聚乙二醇：主要用于制备非离子型表面活 性剂，可用作润滑剂，增加纸张的光泽和 光滑性，并能用于调节涂布剂的粘度，在 乳液聚合中可作为保护剂。
•淀粉颗粒的超大分子模型
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.3.1.4 淀粉的分散
o 淀粉颗粒易于在冷水中形成悬浮体 o 分散成单个分子：糊化，以使颗粒
完全地或部分地崩解，以形成单个 的分子。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
淀粉的糊化过程：
随温度升高淀粉颗粒被水渗透而润胀，主要 发生在无定形区，结晶淀粉仍保持原结构，当到 达某一温度时，淀粉颗粒突然高度膨胀；2）随 后，分子级分散的直链淀粉从膨胀的颗粒中浸出， 分散体系的粘度迅速增大，膨胀的颗粒连接起来 形成一个连续的相；3）淀粉颗粒膨胀到某一点 后，开始到崩解，粘度随之下降。当淀粉糊冷却 时，淀粉分子链之间通过氢键又连接到一起，导 致粘度骤然增大，最终导致淀粉的凝胶化。
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
改性三聚氰胺甲醛
o 阳离子性三聚氰胺甲醛树脂是加入乙二胺 进行改性制成;而阴离子性三聚氰胺甲醛树 脂则可通过磺甲基化反应制备.
o 热固性树脂
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
2.3 水溶性天然高分子及其改性物
o 淀粉及其改性物 o 纤维素及其改性物 o 壳聚糖及其改性物
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•2.3.1 淀粉
2.3.1.1 淀粉的化学结构
（1）淀粉的基本结构单元 －D—吡喃式葡萄糖
PPT文档演模板
第二章造纸用水溶性聚合物
•(2) 淀粉的化学结构
PPT文档演模板