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研究生:周有信
研究生(外文):CHOU YU HSIN
論文名稱:改質聚乙烯醇及其防油性塗料之研究
論文名稱(外文):Modified PolyVinyl Alcohol and Its Application as Greaseproof Coating Agent
指導教授:彭元興彭元興引用關係
指導教授(外文):Pering Yuan Shing
口試委員:王益真陳信泰
口試委員(外文):Wang ChenChen Hsin Tai
口試日期:2013-01-18
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:環境工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:沾黏性
外文關鍵詞:rewetting tackiness
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聚乙烯醇塗布於原紙上具有一定的防油、防水及阻氣性,但聚乙烯醇側基為-OH鍵,塗布紙張後遇水易產生沾黏性現象(沾黏量為2.50-3.0 g/m2),所以如何使聚乙烯醇在不影響其防油、防水性下將沾黏性降低或者去除,以提高其應用價值。
本研究兩階段進行,第一階段,以聚乙烯醇為基材與PU樹脂、乙二醛、四級銨等藥品以不同配比、pH、反應溫度下進行改質試驗。 第二階段,將乾燥成膜後的樣品以傅利葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)進行分析以確定改質程度,將改質後的樣品塗布於紙張並檢測防油、防水、阻氣及沾黏性。
聚乙烯醇改質經由FTIR分析其官能基變化發現,分別添加乙二醛、PU樹脂、四級銨進行反應,聚乙烯醇之-OH官能基產生拉伸震動,隨著添加量增加,聚乙烯醇-OH官能基波峰減弱,證明在適當反應條件下,聚乙烯醇反應後,-OH官能基能被接枝改質以降低其親水性,降低沾黏性。
塗布分析結果顯示,分別添加乙二醛、PU樹脂、四級銨與聚乙烯醇進行反應,結果均能降低聚乙烯醇本身沾黏性,最佳效應為乙二醛與聚乙烯醇反應後,配比1:0.25、反應溫度90℃、pH 1.5沾黏性克數降為0.82 g/m2。改質後聚乙烯醇均會提高其防油效果,最佳防油度可達Kit 11。添加PU樹脂進行反應,史托克值平均能達到25 s以上。

Coating polyvinyl alcohol (PVA) to base paper confers certain degree of resistivity to oil/grease, water, and air permeability. The numerous hydroxyl groups along the polymer chains, however, often lead to tackiness when the coated paper is rewetted; behaving much like a licked stamp (the tackiness factor was 2.50~3.0 g/m2). Thus, how to maintain the greaseproof and water resistance efficacy of the polyvinyl alcohol coating film while reduce or remove the tackiness to enhance the serviceability of a PVA-coated paper is an issue worthy of investigation.
The study was carried out in 2 stages. In the first stage, PVA substrate was modified with polyurethane (PU) resin, glyoxal, and quaternary ammonium chemicals at various blending ratio, pH and reaction temperature. In the second stage, the dried modified PVA film samples were analyzed with a Fourier-transformation infrared (FTIR) spectroscopy to ascertain the degree of modification. Then the modified PVA preparations were coated upon base paper and their resistance to grease, water, and air permeability were determined along with their rewetting tackiness.
PVA modified with glyoxal, PU resin, or quaternary ammonium salt were found to have decreased hydroxyl (-OH) stretching intensities along with increasing modification chemical doses. These observations proved that after reacting with these chemicals, the hydroxyl groups were grafted with modifiers and had reduced hydrophilicity, and rewetting tackiness.
Coating analyses results indicated that with separate treatments of PVA with glyoxal, PU resin, and quaternary ammonium salt, rewetting tackiness all reduced with the modified products. The best results was achieved with PVA reacting with glyoxal at 1: 0.25 ratio at 90℃ and pH 1.5. The tackiness after rewetting was reduced to 0.82 g/m2. Modified PVA generally have improved greaseproof efficacy. The best achieved a Kit value of 11. Modification with PU resin produced modified PVAs with water resistance Stöckigt value of 25 s or more.

封面內頁
簽名頁
中文摘要 iii
英文摘要 iv
誌謝 vi
目錄 vii
圖目錄 x
表目錄 xi
第一章 前言 1
1.1 研究起源 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 2
第二章 背景資料 3
2.1 防油紙 3
2.2 防油紙器 4
2.3 防油機構理論 4
2.4 氟素防油劑 7
2.5 聚乙烯醇(PVA) 8
2.6 聚乙烯醇縮醛化 9
2.7 陽性聚乙烯醇改質 9
2.8壓克力-聚脲酯共聚物(PU樹脂)改質聚乙烯醇 10
2.9 防油度和上膠度檢測方法 11
第三章 文獻回顧 14
3.1 防油紙專利 14
3.2 聚乙烯醇縮醛化 17
3.3 陽離子聚乙烯醇配製 18
3.4 聚脲酯(PU)/丙烯酸樹脂改質聚乙烯醇 19
第四章 實驗設計及方法 26
4.1 目的 26
4.2 實驗設計與方法 26
4.3 實驗因子設計 29
4.4 實驗步驟 30
4.5 檢測方式 31
4.5.1 塗料性質 31
4.5.2 紅外線光譜(Infrared Spectroscopy,IR) 32
4.5.3 防油度與防水度 33
4.5.4 實驗藥品資料 35
4.5.5 實驗儀器 35
第五章 實驗結果與討論 36
5.1 單一藥品塗布 36
5.1.1 防油度 36
5.1.2 沾黏性 37
5.1.3 防水性 38
5.1.4 阻氣性 38
5.2 改質塗料性質 39
5.2.1 乙二醛改質聚乙烯醇塗料性質 39
5.2.2 乙二醛改質聚乙烯醇黏度因子分析 41
5.2.3 PU樹脂改質聚乙烯醇塗料性質 42
5.2.4 PU樹脂改質聚乙烯醇黏度因子分析 44
5.2.5 四級銨改質聚乙烯醇塗料性質 45
5.2.6 四級銨改質聚乙烯醇黏度因子分析 47
5.3 乙二醛改質聚乙烯醇改質程度及塗布分析 48
5.3.1 乙二醛改質聚乙烯醇塗料改質程度 48
5.3.2 乙二醛改質聚乙烯醇塗布紙張性質 50
5.3.3 乙二醛改質聚乙烯醇塗布紙阻氣度 52
5.3.4 反應條件對改質聚乙烯醇影響之因子分析 53
5.4 PU樹脂改質聚乙烯醇 55
5.4.1 PU樹脂改質聚乙烯醇塗料改質程度 55
5.4.2 PU樹脂改質聚乙烯醇塗布紙張性質 57
5.4.3 PU樹脂改質聚乙烯醇塗布紙阻氣度 59
5.4.4 反應條件對改質聚乙烯醇影響之因子分析 60
5.5 四級銨改質聚乙烯醇 62
5.5.1 四級銨改質聚乙烯醇塗料改質程度 62
5.5.2 四級銨改質聚乙烯醇塗布紙張性質 64
5.5.3 四級銨改質聚乙烯醇塗布紙阻氣度 66
5.5.4 反應條件對改質聚乙烯醇影響之因子分析 67
第六章 結論 69
6.1結論 69
6.2 建議 70
參考文獻 71
附錄-1 75
附錄-2 88


參考文獻

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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