CMC de sodio utilizado en la industria de fabricación de papel

La carboximetilcelulosa sódica (CMC) es un aditivo versátil con numerosas aplicaciones en diversas industrias, incluida la industria papelera. Sus propiedades y funcionalidades únicas lo convierten en un componente indispensable en los procesos de fabricación de papel, contribuyendo a la calidad, el rendimiento y la sostenibilidad de los productos de papel y cartón. En esta guía completa, exploraremos el papel de la CMC de sodio en la industria papelera, incluidas sus funciones, beneficios, aplicaciones y el impacto que tiene en la producción y las propiedades del papel.

Introducción a la carboximetilcelulosa sódica (CMC):

La carboximetilcelulosa sódica (CMC) es un polímero soluble en agua derivado de la celulosa, un polisacárido natural que se encuentra en las paredes celulares de las plantas. La CMC se produce tratando celulosa con hidróxido de sodio y ácido monocloroacético, lo que da como resultado un compuesto químicamente modificado con propiedades únicas. CMC se caracteriza por su alta viscosidad, excelente retención de agua, capacidad de formación de película y compatibilidad con otros materiales. Estas propiedades hacen que el CMC sea adecuado para una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias, incluidas la alimentaria, farmacéutica, cosmética, textil y de fabricación de papel.

Descripción general del proceso de fabricación de papel:

Antes de profundizar en el papel específico de la CMC del sodio en la fabricación de papel, repasemos brevemente el proceso de fabricación del papel. La fabricación de papel implica varios pasos secuenciales, que incluyen la fabricación de pulpa, la formación del papel, el prensado, el secado y el acabado. Aquí hay una descripción general de cada etapa:

1. Pulpa: Las fibras celulósicas se extraen de la madera, el papel reciclado u otras materias primas mediante procesos de pulpa mecánicos o químicos.
2. Formación del papel: Las fibras despulpadas se suspenden en agua para formar una lechada o suspensión fibrosa conocida como pulpa. Luego, la pulpa se deposita sobre una malla de alambre o tela en movimiento, donde el agua se drena, dejando una hoja de papel húmeda.
3. Prensado: La hoja de papel húmeda se pasa por una serie de rodillos prensadores para eliminar el exceso de agua y consolidar las fibras.
4. Secado: La hoja de papel prensado se seca usando calor y/o aire para eliminar la humedad restante y fortalecer el papel.
5. Acabado: El papel seco puede someterse a procesos adicionales como recubrimiento, calandrado o corte para lograr las propiedades y especificaciones deseadas.

Papel de la carboximetilcelulosa sódica (CMC) en la fabricación de papel:

Ahora, exploremos las funciones y beneficios específicos de la CMC de sodio en las distintas etapas del proceso de fabricación del papel:

1. Ayuda de Retención y Drenaje:

Una de las funciones principales de la CMC sódica en la fabricación de papel es su papel como ayuda de retención y drenaje. Así es como la CMC sódica contribuye a este aspecto:

• Ayuda de retención: La CMC de sodio actúa como ayuda de retención al mejorar la retención de fibras finas, rellenos y aditivos en la pulpa de papel. Su alto peso molecular y su naturaleza hidrófila le permiten adsorberse en las superficies de fibras de celulosa y partículas coloidales, mejorando así su retención en la hoja de papel durante la formación.
• Auxiliar de drenaje: La CMC de sodio también sirve como auxiliar de drenaje al mejorar la tasa de drenaje del agua de la pulpa de papel. Ayuda a crear una estructura de papel más abierta y porosa, lo que permite que el agua drene de manera más eficiente a través de la malla de alambre o la tela durante la formación del papel. Esto da como resultado una deshidratación más rápida, un menor consumo de energía y una mejor eficiencia de la máquina en el proceso de fabricación de papel.

2. Fuerza y ​​​​agente aglutinante:

El CMC de sodio funciona como agente resistente y aglutinante en la fabricación de papel, proporcionando cohesión e integridad a la hoja de papel. Así es como mejora la resistencia del papel:

• Enlace interno: el CMC de sodio forma enlaces de hidrógeno con fibras de celulosa, partículas de relleno y otros componentes de la pulpa de papel. Estos enlaces ayudan a fortalecer la matriz del papel y mejoran la unión entre fibras, lo que da como resultado mayores propiedades de resistencia a la tracción, al desgarro y al estallido en el papel terminado.
• Aglutinante de fibras: el CMC de sodio actúa como agente aglutinante de fibras, promoviendo la adhesión entre fibras de celulosa individuales y evitando su desintegración o separación durante la formación del papel y los pasos de procesamiento posteriores. Esto mejora la integridad estructural y la estabilidad dimensional del papel, reduciendo el riesgo de roturas, pelusas o polvo.

3. Dimensionado y revestimiento de superficies:

La CMC de sodio se utiliza en formulaciones de recubrimiento y apresto de superficies para mejorar las propiedades de la superficie y la capacidad de impresión del papel. Así es como mejora la calidad de la superficie del papel:

• Apresto de superficie: El CMC de sodio se aplica como agente de apresto de superficie para mejorar la resistencia, suavidad y receptividad de la tinta de la superficie del papel. Forma una película fina y uniforme sobre la superficie de la hoja de papel, reduciendo la porosidad y mejorando la uniformidad de la superficie. Esto permite una mejor retención de la tinta, una calidad de impresión más nítida y una reducción del difuminado o sangrado de las imágenes y el texto impresos.
• Aglutinante de revestimiento: el CMC de sodio sirve como aglutinante en formulaciones de revestimiento de papel, que se aplican a la superficie del papel para lograr propiedades funcionales o estéticas específicas. Ayuda a unir partículas de pigmento, rellenos y otros ingredientes del recubrimiento a la superficie del papel, formando un acabado suave, brillante o mate. Los recubrimientos basados ​​en CMC mejoran las propiedades ópticas, el brillo de la superficie y la capacidad de impresión del papel, haciéndolo adecuado para aplicaciones de embalaje e impresión de alta calidad.

4. Ayuda de retención:

La CMC de sodio funciona como coadyuvante de retención en el proceso de fabricación de papel, mejorando la retención de partículas finas, fibras y aditivos en la pulpa de papel. Su alto peso molecular y su naturaleza soluble en agua le permiten adsorberse en las superficies de fibras de celulosa y partículas coloidales, mejorando así su retención en la hoja de papel durante la formación. Esto conduce a propiedades mejoradas de formación, uniformidad y resistencia en el papel acabado.

5. Control de Propiedades Reológicas:

La CMC de sodio ayuda a controlar las propiedades reológicas de la pulpa de papel y los recubrimientos, lo que permite una mejor procesabilidad y rendimiento. Así es como influye en la reología:

• Control de la viscosidad: El CMC de sodio actúa como modificador de la viscosidad, regulando el comportamiento del flujo y la consistencia de la pulpa de papel y las formulaciones de recubrimiento. Imparte propiedades pseudoplásticas o de adelgazamiento por cizallamiento a las suspensiones, lo que significa que su viscosidad disminuye bajo tensión de cizallamiento (como durante la mezcla o el bombeo) y se recupera cuando está en reposo. Esto facilita la manipulación, el bombeo y la aplicación de los materiales, mejorando la eficiencia del proceso y la calidad del producto.
• Agente espesante: El CMC de sodio sirve como agente espesante en formulaciones y recubrimientos de papel, aumentando su viscosidad y mejorando su estabilidad y cobertura. Ayuda a controlar el flujo y la deposición de recubrimientos sobre la superficie del papel, asegurando un espesor y una distribución uniformes. Esto mejora las propiedades ópticas, la imprimibilidad y el acabado superficial del papel, haciéndolo adecuado para diversas aplicaciones de impresión y embalaje.

Aplicaciones de la carboximetilcelulosa sódica (CMC) en la fabricación de papel:

El CMC de sodio se utiliza en diversas aplicaciones de fabricación de papel en diferentes calidades y tipos de productos de papel. Algunas aplicaciones comunes incluyen:

1. Papeles para impresión y escritura: El CMC de sodio se utiliza en formulaciones de revestimiento y apresto de superficies para papeles de impresión y escritura, incluido el papel de copia, el papel offset y el cartón estucado. Mejora la capacidad de impresión, la duración de la tinta y la suavidad de la superficie, lo que da como resultado imágenes y texto impresos más nítidos y vibrantes.
2. Papeles para embalaje: El CMC de sodio se emplea en papeles y cartones para embalaje, como cartones plegables, cajas de cartón corrugado y bolsas de papel. Mejora la resistencia, la rigidez y el acabado de la superficie, mejorando la apariencia y el rendimiento de los materiales de embalaje.
3. Papeles tisú y toallas: Se agrega CMC sódica a los papeles tisú y toallas para mejorar la resistencia, suavidad y absorbencia en húmedo. Mejora la integridad y durabilidad de la lámina, lo que permite una mejor retención de humedad y resistencia al desgarro en productos de papel tisú.
4. Papeles especiales: Sodium CMC encuentra aplicaciones en papeles especiales, como revestimientos antiadherentes, papeles térmicos y papeles de seguridad. Imparte funcionalidades específicas, como propiedades de liberación, estabilidad térmica y disuasión de falsificaciones, para cumplir con los requisitos de aplicaciones especializadas.

Sostenibilidad Ambiental:

Uno de los beneficios clave del CMC de sodio en la fabricación de papel es su sostenibilidad ambiental. Como material renovable, biodegradable y no tóxico, CMC ofrece alternativas ecológicas a los aditivos y recubrimientos sintéticos en productos de papel. Su biodegradabilidad garantiza un impacto ambiental mínimo y respalda prácticas forestales sostenibles e iniciativas de economía circular en la industria de fabricación de papel.

Conclusión:

La carboximetilcelulosa sódica (CMC) desempeña un papel vital en la industria papelera al mejorar la calidad, el rendimiento y la sostenibilidad de los productos de papel y cartón. Sus propiedades multifuncionales lo convierten en un aditivo versátil para mejorar la retención, la resistencia, las propiedades superficiales y la procesabilidad en diversas etapas del proceso de fabricación del papel. Desde papeles de impresión y embalaje hasta papeles tisú y especiales, el CMC de sodio encuentra diversas aplicaciones en diferentes calidades y tipos de productos de papel, lo que contribuye al avance de la tecnología de fabricación de papel y al desarrollo de materiales innovadores a base de papel. A medida que continúa creciendo la demanda de productos de papel de alta calidad y respetuosos con el medio ambiente, el CMC de sodio sigue siendo un ingrediente valioso en la búsqueda de prácticas de fabricación de papel más sostenibles y eficientes en el uso de recursos.