Натриев CMC, използван в хартиената промишленост

Натриевата карбоксиметил целулоза (CMC) е универсална добавка с множество приложения в различни индустрии, включително производството на хартия. Неговите уникални свойства и функционалности го правят незаменим компонент в процесите на производство на хартия, допринасяйки за качеството, производителността и устойчивостта на продуктите от хартия и картон. В това изчерпателно ръководство ще проучим ролята на натриевия CMC в хартиената индустрия, включително неговите функции, предимства, приложения и въздействието, което има върху производството и свойствата на хартията.

Въведение в натриевата карбоксиметил целулоза (CMC):

Натриевата карбоксиметил целулоза (CMC) е водоразтворим полимер, получен от целулоза, естествен полизахарид, открит в стените на растителните клетки. CMC се произвежда чрез третиране на целулоза с натриев хидроксид и монохлороцетна киселина, което води до химически модифицирано съединение с уникални свойства. CMC се характеризира с висок вискозитет, отлично задържане на вода, филмообразуваща способност и съвместимост с други материали. Тези свойства правят CMC подходящ за широк спектър от приложения в различни индустрии, включително храна, фармацевтични продукти, козметика, текстил и производство на хартия.

Преглед на процеса на производство на хартия:

Преди да се задълбочим в специфичната роля на натриевия CMC в производството на хартия, нека прегледаме накратко процеса на производство на хартия. Производството на хартия включва няколко последователни стъпки, включително обработка на пулпа, образуване на хартия, пресоване, сушене и довършване. Ето общ преглед на всеки етап:

1. Приготвяне на пулпа: целулозните влакна се извличат от дърво, рециклирана хартия или други суровини чрез механични или химически процеси на пулпиране.
2. Образуване на хартия: Целозните влакна се суспендират във вода, за да образуват влакнеста каша или суспензия, известна като целулоза. След това пулпата се отлага върху движеща се телена мрежа или плат, където водата се оттича, оставяйки след себе си мокър лист хартия.
3. Пресоване: Мокрият хартиен лист преминава през поредица от притискащи ролки, за да се отстрани излишната вода и да се консолидират влакната.
4. Сушене: Пресованият лист хартия се суши с помощта на топлина и/или въздух, за да се отстрани останалата влага и да се укрепи хартията.
5. Завършване: Изсушената хартия може да претърпи допълнителни процеси като нанасяне на покритие, каландриране или рязане, за да се постигнат желаните свойства и спецификации.

Роля на натриева карбоксиметил целулоза (CMC) в производството на хартия:

Сега нека проучим специфичните функции и предимства на натриевия CMC в различните етапи от процеса на производство на хартия:

1. Помощ за задържане и дренаж:

Една от основните функции на натриевия CMC в производството на хартия е неговата роля като средство за задържане и дренаж. Ето как натриевият CMC допринася за този аспект:

• Помощ за задържане: Sodium CMC действа като помощно средство за задържане, като подобрява задържането на фини влакна, пълнители и добавки в хартиената маса. Неговото високо молекулно тегло и хидрофилна природа му позволяват да се адсорбира върху повърхностите на целулозни влакна и колоидни частици, като по този начин подобрява тяхното задържане в хартиения лист по време на формирането.
• Помощ за дренаж: Sodium CMC също така служи като помощ за дренаж, като подобрява скоростта на дренаж на водата от хартиената маса. Помага за създаването на по-отворена и пореста структура на хартията, позволявайки на водата да се оттича по-ефективно през телената мрежа или тъканта по време на формирането на хартията. Това води до по-бързо обезводняване, намалена консумация на енергия и подобрена ефективност на машината в процеса на производство на хартия.

2. Сила и свързващ агент:

Натриевият CMC функционира като сила и свързващ агент в производството на хартия, осигурявайки кохезия и цялост на хартиения лист. Ето как подобрява здравината на хартията:

• Вътрешно свързване: Натриевият CMC образува водородни връзки с целулозни влакна, частици пълнител и други компоненти в хартиената маса. Тези връзки помагат за укрепване на хартиената матрица и подобряват свързването между влакната, което води до по-високи свойства на якост на опън, разкъсване и спукване в готовата хартия.
• Свързване на влакна: Натриевият CMC действа като свързващ влакна агент, като насърчава адхезията между отделните целулозни влакна и предотвратява тяхното разпадане или разделяне по време на формирането на хартията и последващите етапи на обработка. Това подобрява структурната цялост и стабилността на размерите на хартията, намалявайки риска от разкъсване, размазване или прах.

3. Повърхностно оразмеряване и покритие:

Натриевият CMC се използва в съставите за оразмеряване на повърхности и покрития за подобряване на свойствата на повърхността и възможността за печат на хартията. Ето как подобрява качеството на повърхността на хартията:

• Повърхностно оразмеряване: Натриевият CMC се прилага като повърхностен оразмеряващ агент за подобряване на здравината на повърхността, гладкостта и възприемчивостта на мастилото на хартията. Той образува тънък, равномерен филм върху повърхността на хартиения лист, намалявайки порьозността и подобрявайки еднородността на повърхността. Това позволява по-добро задържане на мастилото, по-отчетливо качество на печат и намалено разпръскване или кървене на отпечатаните изображения и текст.
• Свързващо вещество за покритие: Натриевият CMC служи като свързващо вещество във формулите за покритие на хартия, които се нанасят върху повърхността на хартията за постигане на специфични функционални или естетически свойства. Помага за свързването на частици пигмент, пълнители и други съставки на покритието към повърхността на хартията, образувайки гладко, лъскаво или матово покритие. Покритията на основата на CMC подобряват оптичните свойства, повърхностния блясък и възможността за печат на хартията, което я прави подходяща за висококачествен печат и приложения за опаковане.

4. Помощ за задържане:

Sodium CMC функционира като помощно средство за задържане в процеса на производство на хартия, като подобрява задържането на фини частици, влакна и добавки в хартиената маса. Неговото високо молекулно тегло и водоразтворим характер му позволяват да се адсорбира върху повърхностите на целулозни влакна и колоидни частици, като по този начин подобрява задържането им в хартиения лист по време на формирането. Това води до подобрено формоване, еднородност и здравина на готовата хартия.

5. Контрол на реологичните свойства:

Sodium CMC помага за контролиране на реологичните свойства на хартиената маса и покритията, което позволява по-добра обработваемост и производителност. Ето как влияе върху реологията:

• Контрол на вискозитета: Натриевият CMC действа като модификатор на вискозитета, регулирайки поведението на потока и консистенцията на хартиената маса и съставите за покритие. Той придава псевдопластични или разреждащи свойства на суспензиите, което означава, че техният вискозитет намалява при напрежение на срязване (като по време на смесване или изпомпване) и се възстановява, когато са в покой. Това улеснява манипулирането, изпомпването и прилагането на материалите, подобрявайки ефективността на процеса и качеството на продукта.
• Сгъстител: Натриевият CMC служи като сгъстител в хартиени покрития и състави, като повишава техния вискозитет и подобрява тяхната стабилност и покритие. Помага за контролиране на потока и отлагането на покрития върху повърхността на хартията, осигурявайки еднаква дебелина и разпределение. Това подобрява оптичните свойства, възможността за печат и повърхностното покритие на хартията, което я прави подходяща за различни приложения за печат и опаковане.

Приложения на натриева карбоксиметил целулоза (CMC) в производството на хартия:

Натриевият CMC се използва в различни приложения за производство на хартия в различни степени и видове хартиени продукти. Някои често срещани приложения включват:

1. Хартии за печат и писане: Sodium CMC се използва във формули за повърхностно оразмеряване и покритие за хартии за печат и писане, включително копирна хартия, офсетова хартия и картон с покритие. Той подобрява възможността за печат, задържането на мастилото и гладкостта на повърхността, което води до по-резки, по-живи отпечатани изображения и текст.
2. Опаковъчни хартии: Sodium CMC се използва в опаковъчни хартии и картони, като сгъваеми картонени кутии, гофрирани кутии и хартиени торби. Подобрява здравината на повърхността, твърдостта и покритието на повърхността, като подобрява външния вид и ефективността на опаковъчните материали.
3. Тишу и хавлиени хартии: Натриевият CMC се добавя към тишу и хавлиени хартии за подобряване на здравината на мокро, мекотата и абсорбцията. Подобрява целостта и издръжливостта на листа, позволявайки по-добро задържане на влага и устойчивост на разкъсване в продуктите от тишу.
4. Специални хартии: Sodium CMC намира приложения в специални хартии, като освобождаващи лайнери, термични хартии и защитни хартии. Той придава специфични функции, като свойства на освобождаване, термична стабилност и възпиране на фалшификати, за да отговори на изискванията на специализирани приложения.

Екологична устойчивост:

Едно от ключовите предимства на натриевия CMC в производството на хартия е неговата екологична устойчивост. Като възобновяем, биоразградим и нетоксичен материал, CMC предлага екологични алтернативи на синтетичните добавки и покрития в хартиените продукти. Неговата биоразградимост осигурява минимално въздействие върху околната среда и поддържа практики за устойчиво горско стопанство и инициативи за кръгова икономика в производството на хартия.

Заключение:

Натриевата карбоксиметил целулоза (CMC) играе жизненоважна роля в хартиената индустрия, като подобрява качеството, производителността и устойчивостта на продуктите от хартия и картон. Неговите многофункционални свойства го правят универсална добавка за подобряване на задържането, здравината, повърхностните свойства и обработваемостта в различни етапи от процеса на производство на хартия. От хартии за печат и опаковане до тишу и специални хартии, натриевият CMC намира разнообразни приложения в различни степени и видове хартиени продукти, като допринася за напредъка на технологията за производство на хартия и разработването на иновативни материали на основата на хартия. Тъй като търсенето на висококачествени, екологично чисти хартиени продукти продължава да расте, натриевият CMC остава ценна съставка в стремежа към по-устойчиви и ефективни практики за производство на хартия.