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Photoreaktive Copolymere als neue, funktionale Nassfestmittel in der Papiertechnologie

Jocher, Michael :
Photoreaktive Copolymere als neue, funktionale Nassfestmittel in der Papiertechnologie.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2018)

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Photoreaktive Copolymere als neue, funktionale Nassfestmittel in der Papiertechnologie - Text
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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Photoreaktive Copolymere als neue, funktionale Nassfestmittel in der Papiertechnologie
Language: German
Abstract:

Von den heute kommerziell hergestellten Papiersorten gibt es eine Vielzahl an Papierprodukten, die nassfest ausgerüstet werden. Umgesetzt wird diese Funktionalisierung der Papierprodukte durch Applikation von thermisch vernetzbaren Additiven in der Masse oder über die Oberfläche und deren intra- und intermolekularer Vernetzung im Laufe des Papiertrocknungsprozesses im Fasergefüge. Die vorliegende Arbeit widmet sich einer alternativen Route zur Nassverfestigung, um sowohl energetische, umweltrelevante sowie prozesstechnische Punkte zu adressieren und zu optimieren. Ziel dieser Arbeit war es, hydrophile Polymere, die eine Benzophenonfunktionalität tragen, welche über eine UV-Belichtung inter- und intramolekular vernetzen, als neue innovative Nassfestmittel bei der Papierherstellung in Labormaßstab, sowie in halbtechnischen Maßstab einzusetzen. Dabei stand im Fokus ein fundamentales und umfangreiches Verständnis über die Applikation und Vernetzung der photoreaktiven Polymere zu erlangen. Hierzu wurden zum einen ungeladene Modell-Copolymere auf Basis der Monomeren Dimethylacrylamid und 4-Benzoylphenyl-2-Methacrylat mit unterschiedlichen molaren Anteilen der photoreaktiven Gruppe Benzophenon synthetisiert. Um die photoreaktiven Polymere auch in der Masse anwenden zu können wurde eine Strategie entwickelt, um ein in der Papiertechnologie bereits eingesetztes Polyvinylamin polymeranalog mit einem Benzophenon tragenden Aktivester zu funktionalisieren. Die ersten Ergebnisse dieses neuen, innovativen Ansatzes zur Nassverfestigung von Papier zeigten, dass eine Nassverfestigung von Modellpapieren über Oberflächenapplikation des ungeladenen P(DMAA-co-MABP(x)) durch Vernetzung bei 254 oder 365 nm Wellenlänge erfolgreich umgesetzt werden kann. Über die Herstellung eines N-Hydroxysuccinimdaktivesters von 4-Carboxybenzophenon und anschließender polymeranaloger Umsetzung des kommerziellen PVAm über Amidierung der vorhandenen primären Amingruppen, konnte das photoreaktive PVAm hergestellt werden. Das photoreaktive PVAm-BP(0,8) konnte sowohl über die Oberfläche als auch in der Masse eingesetzt werden. Es zeigte sich, dass das Polymer bereits ohne UV-Belichtung einen Effekt auf die Trocken- und Nassfestigkeit hat. Über Oberflächenapplikation von etwa 1 Gew.-% des PVAm-BP(0,8) konnte eine zusätzliche Steigerung der Nassfestigkeit nach UV-Vernetzung von 40 % mit einer resultierenden relativen Nassfestigkeit von 18 % erreicht werden.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Many commercial paper grades are wet strengthened. Via surface or wet end application of thermal crosslinkable additives and subsequent inter- or intra molecular crosslinking within the fibre network during paper web drying, the wet strength is being increased. The dissertation introduces an alternative way of wet strengthening of paper products. Hydrophilic polymers which carry a photoreactive group (benzophenone) were synthesized and tested as innovative new wet strength additives in paper technology. Crosslinking of the polymers within the fibre network was induced by UV light exposure.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: 07 Department of Chemistry > Fachgebiet Makromolekulare Chemie
Date Deposited: 07 May 2018 08:09
Last Modified: 07 May 2018 08:09
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-73973
Referees: Biesalski, Prof. Dr. Markus and Kleemann, Prof. Dr. Stephan
Refereed: 19 February 2018
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/7397
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