Kağız Sənayesində Sellüloza Eter

Bu məqalə kağızqayırma sənayesində sellüloza efirlərinin növlərini, hazırlanma üsullarını, performans xüsusiyyətlərini və tətbiq vəziyyətini təqdim edir, inkişaf perspektivləri olan bəzi yeni sellüloza efirləri növlərini irəli sürür və onların kağız istehsalında tətbiqi və inkişaf tendensiyasını müzakirə edir.

Açar sözlər:sellüloza efiri; performans; kağız sənayesi

Sellüloza təbii polimer birləşməsidir, kimyəvi quruluşu susuz olan polisaxarid makromolekuludur.β-baza halqası kimi qlükoza və hər bir əsas halqanın bir birincili hidroksil qrupu və ikincil hidroksil qrupu vardır. Onun kimyəvi modifikasiyası vasitəsilə bir sıra sellüloza törəmələri əldə etmək olar. Sellüloza efirinin hazırlanma üsulu sellülozanı NaOH ilə reaksiyaya salmaq, sonra metilxlorid, etilen oksid, propilen oksid və s. kimi müxtəlif funksional reaktivlərlə eterləşmə reaksiyasını aparmaq, sonra isə əlavə məhsul duzunu və bir qədər natrium sellülozu yuyub almaqdır. məhsul. Sellüloza efiri sellülozanın mühüm törəmələrindən biridir və ondan tibb və gigiyena, gündəlik kimya sənayesi, kağız istehsalı, qida, tibb, tikinti, material və digər sənaye sahələrində geniş istifadə oluna bilər. Son illərdə xarici dövlətlər onun tədqiqinə böyük əhəmiyyət verir, tətbiqi fundamental tədqiqatlar, tətbiqi praktiki effektlər və hazırlıq işlərində bir çox nailiyyətlər əldə edilir. Son illərdə Çində bəzi insanlar tədricən bu aspektin tədqiqi ilə məşğul olmağa başladılar və ilkin olaraq istehsal təcrübəsində müəyyən nəticələr əldə etdilər. Buna görə də, sellüloza efirinin inkişafı və istifadəsi bərpa olunan bioloji resursların hərtərəfli istifadəsində və kağızın keyfiyyətinin və məhsuldarlığının yaxşılaşdırılmasında çox mühüm rol oynayır. Bu inkişaf etdirməyə dəyər kağız istehsalı əlavələrinin yeni növüdür.

1. Sellüloza efirlərinin təsnifatı və hazırlanma üsulları

Sellüloza efirlərinin təsnifatı ümumiyyətlə ionluğa görə 4 kateqoriyaya bölünür.

1.1 Qeyri-ionik sellüloza efiri

Qeyri-ionlu sellüloz efiri əsasən selüloz alkil efiridir və onun hazırlanma üsulu sellülozu NaOH ilə reaksiyaya salmaq və sonra monoxlorometan, etilen oksid, propilen oksid və s. kimi müxtəlif funksional monomerlərlə eterləşmə reaksiyasını aparmaq və sonra yuyulma yolu ilə əldə edilir. Əsasən metilselüloz efiri, metilhidroksietilselüloz efiri, metilhidroksipropilselüloz efiri, hidroksietilselüloz efiri, siyanoetilselüloz efiri və hidroksibutilselüloz efiri daxil olmaqla əlavə məhsul duzu və natrium selülozundan geniş istifadə olunur.

1.2 Anion sellüloza efiri

Anion selüloz efirləri əsasən natrium karboksimetil selüloz və natrium karboksimetil hidroksietil selülozdur. Hazırlıq üsulu selülozu NaOH ilə reaksiya vermək və sonra xloroasetik turşu, etilen oksid və propilen oksidi ilə efiri həyata keçirməkdir. Kimyəvi reaksiya və sonra yan məhsul duz və natrium selülozun yuyulması ilə əldə edilir.

1.3 Kationik sellüloza efiri

Kationik sellüloza efirlərinə əsasən 3-xloro-2-hidroksipropiltrimetilamonium xlorid sellüloz efiri daxildir ki, bu da sellülozun NaOH ilə reaksiyaya girməsi və sonra kationik eterləşdirici agent 3-xloro-2-hidroksipropil trimetil ammonium-oksid-neter-xlorid və ya prooksidineter reaksiyası ilə reaksiyaya girməsi ilə hazırlanır. və sonra əlavə məhsul duzu və natrium sellülozunun yuyulması ilə əldə edilir.

1.4 Zwitterionik sellüloza efiri

Zwitterion selüloz efirinin molekulyar zənciri həm anion qruplarına, həm də kation qruplarına malikdir. Onun hazırlanması üsulu sellülozu NaOH ilə reaksiyaya salmaq və sonra monoxloroasetik turşu və kationik eterifikasiya agenti 3-xloro-2-hidroksipropil trimetilammonium xlorid ilə reaksiya verməkdən ibarətdir, sonra isə əlavə məhsulun duzu və natrium sellülozunun yuyulması yolu ilə əldə edilir.

2. Sellüloza efirinin fəaliyyəti və xüsusiyyətləri

2.1 Filmin əmələ gəlməsi və yapışması

Sellüloza efirinin efirləşməsi onun həll olunma qabiliyyəti, film əmələ gətirmə qabiliyyəti, bağlanma gücü və duza davamlılıq kimi xüsusiyyətlərinə və xassələrinə böyük təsir göstərir. Selüloz efiri yüksək mexaniki gücə, elastikliyə, istiliyə və soyuq müqavimətə malikdir və müxtəlif qatranlar və plastifikatorlarla yaxşı uyğunluq təşkil edir və plastik, film, lak, yapışqan, lateks və dərman örtük materialları və s. hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər.

2.2 Həlledicilik

Sellüloza efiri polihidroksil qruplarının mövcudluğuna görə yaxşı suda həll olur və müxtəlif əvəzedicilərə görə üzvi həlledicilər üçün müxtəlif həlledici seçiciliyə malikdir. Metilselüloz soyuq suda həll olunur, isti suda həll olunmur, həmçinin bəzi həlledicilərdə həll olunur; metilhidroksietilselüloz soyuq suda həll olunur, isti suda və üzvi həlledicilərdə həll olunmur. Bununla belə, metilselülozun və metilhidroksietilselülozun sulu məhlulu qızdırıldıqda metilselüloz və metilhidroksietilselüloz çökəcək. Metilselüloz 45-60-da çökdürülür°C, qarışıq efirləşdirilmiş metilhidroksietilselülozun çökmə temperaturu 65-80-ə qədər yüksəldilir.°C. Temperatur aşağı salındıqda çöküntü yenidən həll olur. Hidroksietilselüloz və natrium karboksimetilselüloz istənilən temperaturda suda həll olunur və üzvi həlledicilərdə həll olunmur (bir neçə istisna olmaqla). Bu xüsusiyyətdən istifadə edərək müxtəlif yağ itələyiciləri və həll olunan film materialları hazırlana bilər.

2.3 Qatılaşdırma

Sellüloza efiri suda kolloid şəklində həll olunur, onun özlülüyü sellüloza efirinin polimerləşmə dərəcəsindən asılıdır və məhlulda hidratlanmış makromolekullar olur. Makromolekulların qarışması səbəbindən məhlulların axın davranışı Nyuton mayelərininkindən fərqlənir, lakin kəsmə qüvvəsi ilə dəyişən bir davranış nümayiş etdirir. Sellüloza efirinin makromolekulyar quruluşuna görə məhlulun özlülüyü konsentrasiyanın artması ilə sürətlə artır, temperaturun artması ilə isə sürətlə azalır. Öz xüsusiyyətlərinə görə, karboksimetilselüloz və hidroksietilselüloz kimi sellüloz efirləri gündəlik kimyəvi maddələr üçün qatılaşdırıcı, kağız örtüklər üçün su saxlayan maddələr, memarlıq örtükləri üçün qatılaşdırıcı kimi istifadə edilə bilər.

2.4 Parçalanma qabiliyyəti

Selüloz efiri su fazasında həll edildikdə, bakteriyalar çoxalacaq və bakteriyaların böyüməsi ferment bakteriyalarının istehsalına səbəb olacaqdır. Ferment, polimerin nisbi molekulyar çəkisini azaldaraq, sellüloza efirinə bitişik əvəz olunmamış anhidroqlükoza vahidi bağlarını qırır. Buna görə də sellüloza efirinin sulu məhlulu uzun müddət saxlanılacaqsa, ona konservantlar əlavə edilməli, hətta antibakterial xüsusiyyətlərə malik sellüloza efirləri üçün də müəyyən antiseptik tədbirlər görülməlidir.

3. Sellüloza efirinin kağız sənayesində tətbiqi

3.1 Kağızı möhkəmləndirən vasitə

Məsələn, CMC lif dispersantı və pulpa əlavə edilə bilən kağız gücləndirici agent kimi istifadə edilə bilər. Natrium karboksimetil selüloz pulpa və doldurucu hissəciklərlə eyni yükə malik olduğundan, lifin bərabərliyini artıra bilər. Liflər arasında bağlanma effekti yaxşılaşdırıla bilər və kağızın dartılma gücü, partlama gücü və kağız bərabərliyi kimi fiziki göstəricilər yaxşılaşdırıla bilər. Məsələn, Longzhu və başqaları 100% ağardılmış sulfit ağac pulpası, 20% talk tozu, 1% dispers kanifoli yapışqan istifadə edir, alüminium sulfat ilə pH dəyərini 4,5-ə tənzimləyir və daha yüksək özlülüklü CMC (özlülük 800~1200MPA.S) istifadə edir. əvəzetmə 0,6-dır. Görünür ki, CMC kağızın quru gücünü artıra bilər və həmçinin ölçü dərəcəsini yaxşılaşdıra bilər.

3.2 Səthin ölçüləndiricisi

Natrium karboksimetil selüloz kağızın səth möhkəmliyini yaxşılaşdırmaq üçün kağız səthinin ölçüləndiricisi kimi istifadə edilə bilər. Onun tətbiqi effekti, polivinil spirti və dəyişdirilmiş nişasta ölçmə agentinin hazırkı istifadəsi ilə müqayisədə səth gücünü təxminən 10% artıra bilər və dozanı təxminən 30% azalda bilər. Bu, kağız istehsalı üçün çox perspektivli səth ölçüsü agentidir və bu yeni növlər seriyası fəal şəkildə inkişaf etdirilməlidir. Kationik selüloz efiri kationik nişastadan daha yaxşı səth ölçüsünə malikdir. Bu, yalnız kağızın səth gücünü yaxşılaşdırmaqla yanaşı, kağızın mürəkkəb udma performansını yaxşılaşdıra və boyama effektini artıra bilər. O, həmçinin perspektivli səth ölçüsünü təyin edən vasitədir. Mo Lihuan və başqaları natrium karboksimetil selüloz və oksidləşmiş nişastadan kağız və kartonda səth ölçüsünü yoxlamaq üçün istifadə etdilər. Nəticələr göstərir ki, CMC ideal səth ölçüsü effektinə malikdir.

Metil karboksimetil selüloz natrium müəyyən ölçü performansına malikdir və karboksimetil selüloz natrium pulpa ölçmə agenti kimi istifadə edilə bilər. Öz ölçü dərəcəsinə əlavə olaraq, kationik selüloz efiri həm də kağız istehsalı üçün saxlama filtri kimi istifadə edilə bilər, incə liflərin və doldurucuların saxlama dərəcəsini yaxşılaşdıra bilər və həmçinin kağız gücləndirici agent kimi istifadə edilə bilər.

3.3 Emulsiya stabilizatoru

Sellüloza efiri sulu məhlulda yaxşı qatılaşdırıcı təsir göstərdiyinə görə emulsiya hazırlanmasında geniş istifadə olunur, bu da emulsiya dispersiya mühitinin özlülüyünü artıra və emulsiyanın çökməsinin və təbəqələşməsinin qarşısını ala bilir. Natrium karboksimetil selüloz, hidroksietil selüloz efiri, hidroksipropil selüloz efiri və s. kimi anion dispers kanifol saqqızı, katyonik selüloz efiri, hidroksietil selüloz efiri, hidroksipropil selüloz selülozeteri, bazipropil selüloz və s. üçün qoruyucu vasitələr kimi istifadə edilə bilər. eter və s., həmçinin katyonik dispers kanifol saqqızı, AKD, ASA və digər ölçü agentləri üçün qoruyucu vasitələr kimi istifadə edilə bilər. Longzhu və başqaları. 100% ağardılmış sulfit ağac sellülozu, 20% talk tozu, 1% dispers kanifoli yapışqan istifadə etdi, alüminium sulfatla pH dəyərini 4,5-ə düzəltdi və daha yüksək özlülüklü CMC (özlülük 800~12000MPA.S) istifadə etdi. Əvəzetmə dərəcəsi 0,6-dır və daxili ölçü üçün istifadə olunur. Nəticələrdən görünə bilər ki, tərkibində CMC olan rozin kauçukunun ölçü dərəcəsi açıq-aydın yaxşılaşır və kanifol emulsiyasının dayanıqlığı yaxşıdır və rezin materialın saxlama dərəcəsi də yüksəkdir.

3.4 Kaplama su saxlayan agent

Bu örtük və emal üçün istifadə olunur kağız örtük bağlayıcı, siyanoetil selüloz, hidroksietil selüloz və s. kazeini və lateksin bir hissəsini əvəz edə bilər ki, çap mürəkkəbi asanlıqla nüfuz etsin və kənarları aydın olsun. Karboksimetil selüloz və hidroksietil karboksimetil selüloz efiri piqment dispersant, qatılaşdırıcı, su tutma agenti və stabilizator kimi istifadə edilə bilər. Məsələn, üzlənmiş kağız örtüklərin hazırlanmasında su saxlayan vasitə kimi istifadə olunan karboksimetilselülozun miqdarı 1-2% təşkil edir.

4. Kağız Sənayesində İstifadə olunan Sellüloza Eterinin İnkişaf Trendi

Xüsusi funksiyaları olan sellüloza törəmələrini əldə etmək üçün kimyəvi modifikasiyadan istifadə təbii üzvi maddələrin - sellülozanın dünyada ən böyük məhsuldarlığından yeni istifadə üsullarını axtarmaq üçün effektiv üsuldur. Sellüloza törəmələrinin bir çox növləri və geniş funksiyaları vardır və sellüloza efirləri əla performanslarına görə bir çox sənaye sahələrində tətbiq edilmişdir. Kağız sənayesinin ehtiyaclarını ödəmək üçün selüloz efirinin inkişafı aşağıdakı tendensiyalara diqqət yetirməlidir:

(1) Müxtəlif kağız növlərinin istehsalında seçim üçün müxtəlif əvəzetmə dərəcələri, müxtəlif özlülükləri və müxtəlif nisbi molekulyar kütlələri olan seriyalı məhsullar kimi kağız sənayesi tətbiqləri üçün uyğun olan sellüloz efirlərinin müxtəlif spesifikasiya məhsullarını inkişaf etdirin.

(2) Kağız istehsalı üçün saxlama və drenaja köməklik üçün uyğun olan kationik selüloz efirləri, səth ölçüsünü təyin edən maddələr və örtük lateksi Siyanoetil selüloz efirini əvəz etmək üçün gücləndirici maddələr kimi istifadə edilə bilən zvitterion selüloz efirləri kimi yeni selüloz efirlərinin inkişafı artırılmalıdır. və bənzərləri bağlayıcı kimi.

(3) Sellüloza efirinin hazırlanması prosesi və onun yeni hazırlanma üsulu ilə bağlı tədqiqatları, xüsusilə maya dəyərinin azaldılması və prosesin sadələşdirilməsi üzrə tədqiqatları gücləndirmək.

(4) Sellüloza efirlərinin xassələri, xüsusən də müxtəlif selüloz efirlərinin film əmələ gətirmə xassələri, bağlanma xassələri və qatılaşdırıcı xassələri üzrə tədqiqatları gücləndirmək və sellüloza efirlərinin kağız istehsalında tətbiqinə dair nəzəri tədqiqatları gücləndirmək.