一种淀粉接枝荧光共聚乳液及其制备方法与应用技术

一种淀粉接枝荧光共聚乳液及其制备方法及其应用，此类荧光乳液的特点是将荧光单体通过与淀粉、功能单体进行自由基接枝共聚，从而制得一种施胶性能良好且具有荧光增白、抑制返黄以及表面施胶性能的多功能共聚乳液。其制备方法为：首先通过三步亲核取代法制备荧光单体，再糊化木薯淀粉并作为初始原料与荧光单体、丙烯酰胺、苯乙烯单体，通过氧化还原体系引发剂进行接枝共聚反应，得到一种淀粉接枝荧光共聚乳液。本方法制得的荧光乳液可直接进行纸张表面施胶，具有增白、抑制返黄以及同时可提高纸张表面强度等多重作用，特别对高得率浆的文化纸有效。

Starch graft fluorescent copolymer emulsion and preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉接枝荧光共聚乳液及其制备方法与应用
本专利技术涉及荧光增白剂及表面施胶剂
，特别涉及一种淀粉接枝荧光共聚乳液及其制备方法与应用。
技术介绍
基于我国木材原料短缺的问题，高得率浆因其纤维损伤小，得率高、环境污染小等优点受到造纸行业欢迎，然而其存在成纸强度差，易发生返黄等问题限制了其扩大应用。而二苯乙烯型荧光增白剂作为造纸行业应用最为广泛的荧光增白剂，具有增白效果好、荧光量子产率高的优点。而传统的二苯乙烯型荧光增白剂存在光致顺反异构现象严重、与纸张结合力差等缺点，这极大地限制了其使用范围。有研究工作者通过在荧光增白剂上引入紫外光吸收剂来减少荧光增白剂对紫外光的吸收，从而阻止其发生顺反异构，但这并不能从本质上改善其光致顺反异构的缺点。也有人采用大分子改性此类荧光增白剂，使得化合物的结构稳定性和光稳定性都得到了改善，但荧光增白剂流失较严重。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种淀粉接枝荧光共聚乳液及其制备方法及其应用，通过淀粉接枝技术制备一种淀粉接枝共聚荧光乳液，并以表面施胶的方式施胶于纸张表面，具有原料绿色环保、廉价易得，合成工艺简单，适用于规模化生产的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种淀粉接枝共聚荧光乳液，通过淀粉接枝共聚技术将含双键的荧光单体与其他单体进行多元接枝共聚，制得一种具有荧光增白、抑制返黄以及增强纸张表面强度的淀粉接枝荧光共聚乳液，该淀粉接枝共聚荧光乳液中的荧光单体结构为：一种淀粉接枝荧光共聚乳液的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将三聚氯氰置于三口烧瓶内，在0～5℃(冰浴)下，加入三聚氯氰质量10倍的丙酮溶解，将DSD酸用其质量20倍的1％氢氧化钠溶液溶解后缓慢加入到三口烧瓶中，并调节pH值为5～6，反应时间为1.5～2.5h；然后升温至35～40℃，滴加二乙醇胺，并控制pH为6～7，反应2～3h；再升温至90～95℃，加入N-羟甲基丙烯酰胺，控制pH值为7～8，同时装上蒸馏装置蒸出丙酮，继续反应4～6h，反应完成后将产物冷却至室温抽滤，用无水乙醇洗涤除去未反应的原料，经干燥后得到双键化的双键化的小分子荧光单体；制备路线见图1。步骤2：取木薯淀粉溶于一定量的蒸馏水中，置于带搅拌的三口烧瓶内，于65～85℃下糊化25～40min，配制成10％的淀粉糊液，降温并保温在55～65℃，通入N2氛围下依次加入过硫酸铵和总单体，然后将亚硫酸氢钠30min滴加完并继续反应2～3h，调节pH为6～7，再调整固含量控制在25％～30％，得到一种淀粉接枝共聚荧光乳液。制备路线可参见图2。所述的步骤1中荧光单体制备时，DSD酸、三聚氯氰、二乙醇胺、N-羟甲基丙烯酰胺四种原料的摩尔比分别为1:(2.0～2.1):(2.0～2.1):(1.5～2.0)。所述步骤2中的总单体为荧光单体、丙烯酰胺、苯乙烯，其总单体的质量为荧光单体、丙烯酰胺、苯乙烯的质量之和，木薯淀粉与总单体的质量比为1:2～1:4。所述步骤2中荧光单体用量为总单体质量的20～30％，丙烯酰胺用量为总单体质量的50～60％，苯乙烯用量为总单体质量的20～30％。所述步骤2中引发体系过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的氧化还原体系，其摩尔比为1:1，分别配制成10％水溶液，引发剂用量为总单体质量的0.5％～1.0％。该淀粉接枝荧光共聚乳液应用于纸张表面施胶，使纸张增白和抑制返黄，并提高纸张表面强度，特别对高得率浆文化纸的表面施胶有效。本专利技术的有益效果：本专利技术的优点在于将纸张增白、抑制返黄，提高表面强度三种功能结合在一起，制备出一种淀粉接枝荧光共聚乳液。由于其淀粉接枝共聚荧光乳液中的淀粉会大大提高聚合物乳液的成膜性，并可防止荧光单体的流失，且经过淀粉接枝共聚将苯乙烯、丙烯酰胺单体引入共聚物中，提高了纸张的表面物理强度和施胶性能。该方法合成温度均在100℃以下，操作简便又节能，便于工业化实施。附图说明图1为荧光小分子制备及改性路线图。图2为淀粉接枝共聚荧光乳液的制备路线图。图3为淀粉接枝荧光共聚乳液的激发-发射光谱。图4为纸张施胶后白度及返黄值随老化时间的变化图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。一种淀粉接枝荧光共聚乳液的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将三聚氯氰置于三口烧瓶内，在0～5℃(冰浴)下，加入三聚氯氰质量10倍的丙酮溶解，将DSD酸用其质量20倍的1％氢氧化钠溶液溶解后缓慢加入到三口烧瓶中，并调节pH值为5～6，反应时间为1.5～2.5h；然后升温至35～40℃，滴加二乙醇胺，并控制pH为6～7，反应2～3h；再升温至90～95℃，加入N-羟甲基丙烯酰胺，控制pH值为7～8，同时装上蒸馏装置蒸出丙酮，继续反应4～6h，反应完成后将产物冷却至室温抽滤，用无水乙醇洗涤除去未反应的原料，经干燥后得到双键化的双键化的小分子荧光单体；制备路线见图1。步骤2：取木薯淀粉溶于一定量的蒸馏水中，置于带搅拌的三口烧瓶内，于65～85℃下糊化25～40min，配制成10％的淀粉糊液，降温并保温在55～65℃，通入N2氛围下依次加入过硫酸铵和总单体，然后将亚硫酸氢钠30min滴加完并继续反应2～3h，调节pH为6～7，再调整固含量控制在25％～30％，得到一种淀粉接枝共聚荧光乳液。制备路线可参见图2。实施例1步骤一：将4.82g(0.026mol)三聚氯氰置于三口烧瓶内，在0～5℃(冰浴)下，加入48ml丙酮使其完全溶解，将4.81g(0.013mol)DSD酸用96ml的1％氢氧化钠溶液溶解后缓慢加入到三口烧瓶中，滴加持续30min，并调节pH值为5～6，反应2h。然后升温至40℃，滴加2.75g(0.026mol)的二乙醇胺，控制pH为6～7，反应3h。最后升温至90℃，加入2.23g(0.02mol)N-羟甲基丙烯酰胺，并调节pH值为7～8，同时装上蒸馏装置蒸出丙酮，继续反应5h。反应完成后将产物冷却至室温抽滤，用无水乙醇洗涤除去未反应的原料，经干燥后得到双键化的小分子荧光单体。制备路线见图1。步骤二：取30g淀粉溶于200ml蒸馏水，置于三口烧瓶内，在85℃下搅拌糊化30min。然后降温至55℃，在N2氛围下依次加入0.22g过硫酸铵和一定质量配比的总单体60g(FBs单体：苯乙烯：丙烯酰胺质量分别为10g，15g，35g)，然后将0.08g亚硫酸氢钠30min滴加完，并继续反应2h，并调节pH为6～7，再调整固含量为30％，得到一种淀粉接枝荧光共聚乳液，制备路线可参见图2。实施例2步骤一：将5.04g(0.027mol)三聚氯氰置于三口烧瓶内，在0～5℃(冰浴)下，加入50ml丙酮使其完全溶解，将4.81g(0.013mol)DSD酸用96ml的1％氢氧化钠溶液溶解后缓慢加入到三口烧瓶中，滴加持续30min，并调节pH值为5～6，反应1.5h。然后升温至35℃，滴加2.73本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淀粉接枝荧光共聚乳液，其特征在于，通过淀粉接枝共聚技术将荧光单体与其他功能单体进行多元接枝共聚，该接枝共聚乳液中的荧光单体结构为：/n

【技术特征摘要】
1.一种淀粉接枝荧光共聚乳液，其特征在于，通过淀粉接枝共聚技术将荧光单体与其他功能单体进行多元接枝共聚，该接枝共聚乳液中的荧光单体结构为：





2.一种淀粉接枝荧光共聚乳液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将三聚氯氰置于三口烧瓶内，在0～5℃(冰浴)下，加入三聚氯氰质量10倍的丙酮溶解，将DSD酸用其质量20倍的1％氢氧化钠溶液溶解后缓慢加入到三口烧瓶中，并调节pH值为5～6，反应时间为1.5～2.5h；然后升温至35～40℃，滴加二乙醇胺，并控制pH为6～7，反应2～3h；再升温至90～95℃，加入N-羟甲基丙烯酰胺，控制pH值为7～8，同时装上蒸馏装置蒸出丙酮，继续反应4～6h，反应完成后将产物冷却至室温抽滤，用无水乙醇洗涤除去未反应的原料，经干燥后得到双键化的小分子荧光单体。
步骤2：取木薯淀粉溶于一定量的蒸馏水中，置于带搅拌的三口烧瓶内，于65～85℃下糊化20～40min，配制成10％的淀粉糊液，降温并保温在55～65℃，通入N2氛围下依次加入过硫酸铵和总单体，然后将亚硫酸氢钠30min滴加完并继续反应2～3h，并调节pH为6～7，再调整固含量在25％～30％，得到一种淀粉接枝共聚荧光乳液。

【专利技术属性】
技术研发人员：张光华，倪美乐，张万斌，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61