Zelulosa Ether Paperaren Industrian

Artikulu honek papergintzako zelulosa-eterren motak, prestaketa-metodoak, errendimendu-ezaugarriak eta aplikazio-egoera aurkezten ditu, zelulosa-eterren barietate berri batzuk aurkezten ditu garapen-aukerak dituztenak eta haien aplikazio eta garapen-joera eztabaidatzen du papergintzan.

Hitz gakoak:zelulosa eter; errendimendua; paperaren industria

Zelulosa polimero konposatu naturala da, bere egitura kimikoa anhidrodun makromolekula polisakarido bat da.β-glukosa oinarri-eraztun gisa, eta base-eraztun bakoitzak hidroxilo talde primario bat eta hidroxilo talde sekundario bat ditu. Bere eraldaketa kimikoaren bidez, zelulosa deribatu sorta bat lor daiteke. Zelulosa eteraren prestaketa metodoa zelulosa NaOHrekin erreakzionatzea da, gero eterifikazio erreakzioa egitea hainbat erreaktibo funtzionalekin, hala nola metil kloruroa, etileno oxidoa, propileno oxidoa, etab., eta ondoren azpiproduktuaren gatza eta zelulosa sodio pixka bat garbitzea lortzeko. produktua. Zelulosa-eterra zelulosaren deribatu garrantzitsuenetako bat da, medikuntzan eta higienean, eguneroko industria kimikoan, papergintzan, elikagaietan, medikuntzan, eraikuntzan, materialetan eta beste industria batzuetan oso erabil daitekeena. Azken urteotan, atzerriko herrialdeek garrantzi handia eman diote ikerketari, eta lorpen asko lortu dira oinarrizko ikerketa aplikatuan, efektu praktiko aplikatuan eta prestaketan. Azken urteotan, Txinan zenbait pertsona pixkanaka alderdi honen ikerketetan parte hartzen hasi dira, eta hasiera batean emaitza batzuk lortu dituzte ekoizpen praktikan. Hori dela eta, zelulosa eteraren garapenak eta erabilerak oso paper garrantzitsua betetzen du baliabide biologiko berriztagarrien erabilera integralean eta paperaren kalitatea eta errendimendua hobetzeko. Garatzea merezi duen papera egiteko gehigarri mota berri bat da.

1. Zelulosa-eterren sailkapen eta prestaketa metodoak

Zelulosa-eterren sailkapena, oro har, 4 kategoriatan banatzen da ionitasunaren arabera.

1.1 Zelulosa-eter ez-ionikoa

Zelulosa-eter ez-ionikoa batez ere zelulosa alkil-eter da, eta bere prestaketa metodoa zelulosa NaOHrekin erreakzionatzea da, eta gero eterifikazio-erreakzioa gauzatzea hainbat monomero funtzionalekin, hala nola monoklorometanoa, etileno oxidoa, propileno oxidoa, etab., eta ondoren garbiketa bidez lortzen da. azpiproduktuaren gatza eta zelulosa sodioa, batez ere metil zelulosa eter, metil hidroxietil zelulosa eter, metil hidroxipropil zelulosa eter, hidroxietil zelulosa eter, zianoetil zelulosa eter eta hidroxibutil zelulosa eter oso erabiliak dira.

1.2 Zelulosa-eter anionikoa

Zelulosa-eter anionikoak batez ere sodio karboximetil zelulosa eta sodio karboximetil hidroxietil zelulosa dira. Prestaketa-metodoa zelulosa NaOHrekin erreakzionatzea da, eta gero azido kloroacetikoarekin, etileno oxidoarekin eta propileno oxidoarekin eterrea egitea da. Erreakzio kimikoa, eta gero azpiproduktuaren gatza eta sodio zelulosa garbituz lortzen da.

1.3 Zelulosa Eter kationikoa

Kationikoa zelulosa-eterren artean, batez ere, 3-kloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio kloruroa zelulosa-eter dago, zelulosa NaOHarekin erreakzionatuz eta, ondoren, agente eterifikatzaile katioikoarekin erreakzionatuz 3-kloro-2-hidroxipropil Trimetil amonio kloruroa edo eterifikazio-erreakzioa, etileno oxidoarekin eta etileno oxidoarekin. eta, ondoren, azpiproduktuaren gatza eta sodio zelulosa garbituz lortzen da.

1.4 Zelulosa-eter zwitterionikoa

Zelulosa-eter zwitterionikoaren kate molekularrak talde anionikoak eta kationikoak ditu. Bere prestatzeko metodoa da zelulosa NaOHrekin erreakzionatzea eta, ondoren, azido monokloroacetikoarekin eta eterifikazio-agente katioikoarekin 3-kloro-2-hidroxipropil trimetilamonio kloruroa eterifikatzen da, eta, ondoren, azpiproduktuaren gatza eta sodio zelulosa garbituz lortzen da.

2. Zelulosa eteraren errendimendua eta ezaugarriak

2.1 Filmaren eraketa eta atxikimendua

Zelulosa eteraren eterifikazioak eragin handia du bere ezaugarrietan eta propietateetan, hala nola, disolbagarritasunean, filmak sortzeko gaitasunan, lotura-indarrean eta gatzarekiko erresistentzian. Zelulosa eterrek erresistentzia mekaniko, malgutasun, beroarekiko eta hotzaren erresistentzia handia du, eta hainbat erretxinarekin eta plastifikatzailerekin bateragarritasun ona du, eta plastikoak, filmak, bernizak, itsasgarriak, latexak eta droga estaldura materialak egiteko erabil daiteke.

2.2 Disolbagarritasuna

Zelulosa eterrek ur-disolbagarritasun ona du talde polihidroxiloen existentzia dela eta, eta disolbatzaile organikoentzako disolbatzaileen selektibitate desberdina du ordezkatzaile ezberdinen arabera. Metilzelulosa ur hotzetan disolbagarria da, ur beroan disolbaezina eta disolbatzaile batzuetan ere disolbagarria da; metil hidroxietil zelulosa ur hotzetan disolbagarria da, ur beroetan eta disolbatzaile organikoetan disolbaezina. Hala ere, metilzelulosa eta metilhidroxietilzelulosa disoluzio urtsua berotzen denean, metilzelulosa eta metilhidroxietilzelulosa hauspeatuko dira. Metil zelulosa hauspeatzen da 45-60°C, eterifikatutako metil hidroxietil zelulosa mistoaren prezipitazio-tenperatura 65-80ra igotzen den bitartean.°C. Tenperatura jaisten denean, prezipitazioa berriro disolbatzen da. Hidroxietilzelulosa eta sodio karboximetilzelulosa uretan disolbagarriak dira edozein tenperaturatan eta disolbaezinak disolbatzaile organikoetan (salbuespenak salbuespen). Propietate hori erabiliz, hainbat olio uxatzeko eta film disolbagarrien materialak prestatu daitezke.

2.3 Loditzea

Zelulosa eterra uretan disolbatzen da koloide moduan, bere biskositatea zelulosa eteraren polimerizazio-mailaren araberakoa da eta disoluzioak makromolekula hidratatuak ditu. Makromolekulen korapilazioaren ondorioz, disoluzioen fluxuaren portaera fluido newtondarrarena baino desberdina da, baina ebakidura-indarraren arabera aldatzen den portaera erakusten du. Zelulosa eteraren egitura makromolekularra dela eta, disoluzioaren biskositatea azkar handitzen da kontzentrazioa handitzean eta azkar gutxitzen da tenperatura igotzen den heinean. Bere ezaugarrien arabera, karboximetil zelulosa eta hidroxietil zelulosa bezalako zelulosa eterak eguneroko produktu kimikoetarako lodigarri gisa, paper-estalduretarako ura atxikitzeko eta estaldura arkitektonikoetarako lodigarri gisa erabil daitezke.

2.4 Degradagarritasuna

Zelulosa-eterra ur-fasean disolbatzen denean, bakterioak hazi egingo dira, eta bakterioen hazkuntzak bakterio entzimak sortzea ekarriko du. Entzimak ordezkatu gabeko anhidroglukosa unitate-loturak hautsi egiten ditu zelulosa eteraren ondoan, polimeroaren pisu molekular erlatiboa murriztuz. Hori dela eta, zelulosa-eter ur-disoluzioa denbora luzez gorde behar bada, kontserbatzaileak gehitu behar zaizkio, eta zenbait neurri antiseptiko hartu behar dira bakterioen aurkako propietateak dituzten zelulosa-eterentzat ere.

3. Zelulosa eteraren aplikazioa papergintzan

3.1 Papera indartzeko agentea

Esate baterako, CMC zuntz-sakabanaketa gisa eta papera indartzeko agente gisa erabil daiteke, mamiari gehi dakizkiokeenak. Sodio karboximetil zelulosa mamiaren eta betegarri partikulen karga bera duenez, zuntzaren berdintasuna areagotu dezake. Zuntzen arteko lotura-efektua hobetu daiteke, eta trakzio-ersistentzia, leherketa-indarra eta paperaren paperaren berdintasuna bezalako adierazle fisikoak hobetu daitezke. Esate baterako, Longzhu-k eta beste batzuek % 100 zuritutako sulfito-orea erabiltzen dute, % 20 talko-hautsa, % 1 kolofonia kola sakabanatuta, pH balioa 4,5era doitzen dute aluminio sulfatoarekin eta biskositate handiagoa erabiltzen dute CMC (biskositatea 800 ~ 1200MPA.S). ordezkapena 0,6 da. Ikusten da CMC-k paperaren indar lehorra hobetu dezakeela eta bere neurri-maila ere hobetu dezakeela.

3.2 Gainazalaren dimentsionatzailea

Sodio karboximetil zelulosa paperaren gainazalaren tamainako agente gisa erabil daiteke paperaren gainazaleko indarra hobetzeko. Bere aplikazio-efektuak gainazaleko indarra % 10 inguru handitu dezake alkohol polibinilaren eta aldatutako almidoiaren tamainako agentearen egungo erabilerarekin alderatuta, eta dosia % 30 inguru murriztu daiteke. Papera egiteko gainazaleko neurri-agente itxaropentsua da, eta barietate berri sorta hau aktiboki garatu beharko litzateke. Zelulosa kationikoko eterak gainazaleko tamainaren errendimendu hobea du almidoi katioikoak baino. Paperaren gainazaleko indarra hobetzeaz gain, paperaren tinta xurgatzeko errendimendua hobetu eta tindaketa efektua areagotu dezake. Gainera, gainazaleko neurrirako agente itxaropentsua da. Mo Lihuan-ek eta beste batzuek sodio karboximetil zelulosa eta almidoi oxidatua erabili zituzten paperean eta kartoian gainazaleko tamainako probak egiteko. Emaitzek erakusten dute CMC-k gainazalaren tamainaren efektu ezin hobea duela.

Metilkarboximetil zelulosa sodioak tamainaren errendimendu jakin bat du, eta karboximetil zelulosa sodioa mamiaren tamainako agente gisa erabil daiteke. Dimentsio-gradu propioaz gain, zelulosa-eter kationikoa papera eusteko laguntza gisa ere erabil daiteke Iragazkia, zuntz finen eta betegarrien atxikipen-tasa hobetzen du eta papera indartzeko agente gisa ere erabil daiteke.

3.3 Emultsio egonkortzailea

Zelulosa-eterra oso erabilia da emultsioaren prestaketan, disoluzio urtsuan duen loditze-efektu ona delako, eta horrek emultsio-dispertsio-ertainaren biskositatea handitu dezake eta emultsioaren prezipitazioa eta estratifikazioa saihesten ditu. Esaterako, sodio karboximetil zelulosa, hidroxietil zelulosa eter, hidroxipropil zelulosa eter, eta abar egonkortzaile eta babes-agente gisa erabil daitezke colofonia anioniko sakabanatuta, zelulosa-eter katiikoa, hidroxietil-zelulosa-eter, hidroxipropil-zelulosa-eter, etab. Oinarrizko zelulosa-eter, metil zelulosa eter, eta abar babes-agente gisa ere erabil daitezke sakabanatutako kolofonia katioikoetarako, AKD, ASA eta beste dimentsio-agente batzuentzat. Longzhu et al. % 100 zuritutako sulfitozko egur-orea erabili zuen, % 20 talko hautsa, % 1 kolofonia kola sakabanatua, pH balioa 4,5era egokitu zuen aluminio sulfatoarekin eta biskositate handiagoko CMC erabili zuen (biskositatea 800 ~ 12000MPA.S). Ordezkapen-maila 0,6 da, eta barne-tamainarako erabiltzen da. Emaitzetatik ikus daiteke CMC duen kolofonia-gomaren dimentsio-maila hobetu dela, eta kolofonia-emultsioaren egonkortasuna ona dela eta gomazko materialaren atxikipen-tasa ere handia dela.

3.4 Estaldura ura atxikitzeko agentea

Papera estaltzeko eta prozesatzeko erabiltzen da, zianoetil zelulosa, hidroxietil zelulosa eta abar kaseina eta latexaren zati bat ordezka ditzakete, inprimatzeko tinta erraz sar dadin eta ertzak argiak izan daitezen. Karboximetil-zelulosa eta hidroxietil-karboximetil-zelulosa-eter pigmentu-sakabanaketa, loditzaile, ura atxikitzeko agente eta egonkortzaile gisa erabil daitezke. Adibidez, paper estalitako estaldurak prestatzeko ura atxikitzeko agente gisa erabiltzen den karboximetil zelulosa kopurua % 1-2 da.

4. Paperaren industrian erabiltzen den zelulosa eteraren garapen-joera

Funtzio bereziak dituzten zelulosa-derribatuak lortzeko aldaketa kimikoa erabiltzea modu eraginkorra da materia organiko naturalaren -zelulosa munduko etekin handienaren erabilera berriak bilatzeko. Mota askotako zelulosa deribatuak eta funtzio zabalak daude, eta zelulosa-eterrak industria askotan aplikatu izan dira euren errendimendu bikainagatik. Paperaren industriaren beharrak asetzeko, zelulosa eteraren garapenak joera hauei erreparatu behar die:

(1) Paper-industriaren aplikazioetarako egokiak diren zelulosa-eterren hainbat produktu garatzea, hala nola ordezkapen-maila desberdinak dituzten serie-produktuak, biskositate desberdinak eta masa molekular erlatibo desberdinak, paper-barietate desberdinen ekoizpenean aukeratzeko.

(2) Zelulosa-eter barietate berrien garapena areagotu behar da, hala nola, papera egiteko eta drainatze-laguntzarako egokiak diren zelulosa-eter katiónicoak, gainazaleko dimentsio-agenteak eta estaldura latexeko zianoetil zelulosa-eterra ordezkatzeko agente indargarri gisa erabil daitezkeen zelulosa-eter zwitterionikoak. eta antzekoak aglutinatzaile gisa.

(3) Zelulosa eteraren prestaketa-prozesuari eta bere prestaketa-metodo berriari buruzko ikerketa indartzea, batez ere kostua murrizteko eta prozesua sinplifikatzeko ikerketak.

(4) Zelulosa-eterren propietateei buruzko ikerketa indartzea, batez ere zelulosa-eterren propietateak, lotura-propietateak eta loditze-propietateak, eta zelulosa-eterren aplikazioari buruzko ikerketa teorikoa indartzea papergintzan.