萘酰亚胺荧光聚合物的制备与性能研究

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1、论文分类号：２学校代码：１０７０８学号：１５０８０６３ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文＊．Ｔ＇ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ萘酰亚胺荧光聚合物的制备与性能研究．１［ｗｍＭＩｉＩＩ吕彤－１：、＇￡▲轉：指导教师姓名：张光华＿１１｜Ｉ学科名称：功能高分子化学与技术论文提交日期：２０１８年３月论文答辩日期：２０１８年沾Ｈｉ１１１１１ＩＩｆｆ申请工学硕士学位论文论文题目：萘酰亚胺荧光聚合物的制备与性能研究学科门类

2、：工学一级学科：化学工程与技术培养单位：化学与化工学院硕士生：吕彤导师：张光华教授2018年5月萘酰亚胺荧光聚合物的制备与性能研究摘要由于森林覆盖面积的急剧下降，造纸行业开始大力推行高得率浆（简称：HYP）的应用，但是，HYP里有着较多木素，置于光、热、辐射的环境中容易发黄，限制了HYP的应用范围。此时荧光增白剂就起到了至关重要的作用，其中萘酰亚胺的耐光性好，是一种有较高荧光量子产率的化合物，作为荧光增白剂使用具有一定的实用价值。萘酰亚胺会吸收紫外光区的能量，在可见光区发出蓝光，从而在吸收紫外光和光补偿两个方面同时抑制纸张的黄变，但是传统小分子萘酰亚胺化合物在实际应用中普遍存在溶解度差、耐热性

3、差、无法独立成膜等问题。针对这些问题，我们从分子设计的角度出发，想要通过高分子化的方法使萘酰亚胺荧光增白剂向水性助剂方向发展，具体实验如下所述。本文首先从水溶性角度出发，尝试了分别将氨基磺酸系小分子（对氨基苯磺酸SA、牛磺酸Tau）与硅氧烷（KH-540、KH-570）引入萘酰亚胺中，之后再与丙烯酰胺共聚，得到了4种多功能纸张施胶剂（SA-PFBs、Tau-PFBs、540-PFBs、570-PFBs）。然后又从水乳性角度出发，将双键化的萘酰亚胺与苯乙烯PS通过乳液聚合的方法共聚，得到了一种PS-PFBs荧光乳液；之后又尝试着往体系中加入了亲水单体丙烯酰胺，使三者共聚后得到了一种PS-PAM-

4、PFBs荧光乳液。通过红外光谱FT-IR、凝胶渗透色谱GPC对6种产物进行了结构表征；采用紫外-可见光谱、荧光光谱对6种产物进行光学性能测试；通过老化加速试验测定6种产物的返黄抑制作用；通过抗张强度试验测定了SA-PFBs、Tau-PFBs、540-PFBs、570-PFBs涂布后纸张的力学性能；通过热重分析仪测定了SA-PFBs、Tau-PFBs、540-PFBs、570-PFBs的热稳定性；通过测量接触角检测了PS-PFBs对纸张表面疏水处理效果；通过扫描电镜SEM观察了聚合物对纸张表面形貌的影响；通过TEM观察了乳液的形貌特征。结果表明：（1）SA-PFBs、Tau-PFBs、540-P

5、FBs、570-PFBs水溶性大幅提升，具有一定的返黄抑制作用的同时，还得到了纸张增强的作用，特别是540-PFBs与570-PFBs；老化36h后，SA-PFBs和Tau-PFBs的白度分别比空白纸少下降了4.26ISO%和6.54ISO%。在纸张表面涂布后，540-PFBsI和570-PFBs的初始白度比空白纸高4.42ISO%和2.88ISO%，老化48h后，540-PFBs和570-PFBs的白度分别比空白纸少下降了5.90ISO%和4.93ISO%。SEM图显示涂布后纸张表面裂纹消失，变得更为平滑。（2）聚合物乳液粒径分布均一，与纸张表面产生了静电吸附，均匀的分布在纸张表面；PS-P

6、FBs涂布于纸张表面后，通过测量接触角对比发现，经过处理的纸张表面接触角比空白纸大20°，而且初始白度增大了15.99ISO%，在紫外老化箱老化48h后，涂有聚合物的纸张的白度分别比空白纸和涂有小分子荧光增白剂的纸张少下降了8.79ISO%和8.08ISO%。通过计算得出PS-PAM-PFBs荧光量子产率为78.57%；PS-PAM-PFBs涂布于纸张表面后，初始白度增大了8.19ISO%，老化48h后，涂有PS-PAM-PFBs的纸张的白度分别比空白纸和涂有小分子荧光增白剂的纸张少下降了3.68ISO%和3.16ISO%。说明所制得的PS-PAM-PFBs乳液与纸张结合性好，具有较好的增白及

7、返黄抑制作用。关键词：萘酰亚胺，荧光增白剂，水溶性，荧光乳液，返黄抑制IIPreparationandPropertiesofNaphthalimideFluorescentPolymersABSTRACTDuetothesharpdeclineofforestcoverage,thepapermakingindustrybegantovigorouslypromotetheapplication