聚丙烯醯胺是在造紙工業中被廣為使用的添加濕端化學劑之一,但是未經 改質變性的聚丙烯醯胺很難附著於造紙纖維上。在早期的造紙工業大多將 聚丙烯醯胺與丙烯酸共聚反應,合成陰離子性的聚丙烯醯胺。但是由於陰 離子性的聚丙烯醯胺所帶的負電荷和纖維的負電荷會產生排斥作用,降低 對纖維的附著效率。因此,設法在聚丙烯醯胺的分子鏈上引進陽離子性取 代基(例如胺基),將聚丙烯醯胺改質變性為陽離子性聚丙烯醯胺。陽離子 性聚丙烯醯胺之製造方法有許多種,本論文以霍夫曼降解反應為合成方法 ,並設計一製程生產之。在製程設計上,本文主要偏重於基礎設計,討論 溫度、濃度、時間對產物得率之影響,尋求一最適化之製造條件,以求得 較佳之紙力乾強劑。採用霍夫曼降解反應將聚丙烯醯胺轉化成具陽離子性 之聚丙烯醯胺, 反應溫度宜在 5℃∼20℃ 之間,溫度太低所需之反應時 間較長,溫度太高容易產生各種副反應,降低胺基之轉化率。理論上聚丙 烯醯胺和次氯酸鈉之濃度比應為1:1, 但是當次氯酸鈉濃度高於聚丙烯醯 胺之濃度時,對反應系中之羧具有抑制之作用,對胺基也有一些提升作用 。但是效果並不基顯著,且當胺基轉化達完全時,仍有過剩之次氯酸鈉殘 留。就生產成本來看,並不符合經濟效益,因此在濃度調配上,仍宜採 [PAM]:[NaOCl]=1:1 或 1:1.2。同時測試產品對紙張物理性質的改變情形 ,包括抗張強度、撕裂強度、破裂強度、環壓強度等各項物理性質。
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