CMC de sodium utilisé dans l'industrie du papier

Le carboxyméthyl-cellulose de sodium (CMC) est un additif polyvalent avec de nombreuses applications dans diverses industries, y compris l'industrie du papier. Ses propriétés et fonctionnalités uniques en font une composante indispensable dans les processus de mise en papier, contribuant à la qualité, aux performances et à la durabilité des produits de papier et de carton. Dans ce guide complet, nous explorerons le rôle du CMC de sodium dans l'industrie du papier, y compris ses fonctions, ses avantages, ses applications et son impact sur la production et les propriétés du papier.

Introduction à la carboxyméthyl-cellulose de sodium (CMC):

La carboxyméthyl-cellulose de sodium (CMC) est un polymère soluble dans l'eau dérivé de la cellulose, un polysaccharide naturel trouvé dans les parois des cellules végétales. Le CMC est produit en traitant la cellulose avec de l'hydroxyde de sodium et de l'acide monochloroacétique, résultant en un composé chimiquement modifié avec des propriétés uniques. Le CMC est caractérisé par sa forte viscosité, sa excellente rétention d'eau, sa capacité de formation de film et sa compatibilité avec d'autres matériaux. Ces propriétés rendent le CMC adapté à un large éventail d'applications dans diverses industries, notamment la nourriture, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les textiles et la fabrication de papier.

Aperçu du processus de mise en papier:

Avant de plonger dans le rôle spécifique du CMC de sodium dans la fabrication du papier, passons en revue brièvement le processus de fabrication du papier. La fabrication du papier implique plusieurs étapes séquentielles, notamment la pulpe, la formation de papier, la pressage, le séchage et la finition. Voici un aperçu de chaque étape:

1. Pulping: les fibres cellulosiques sont extraites du bois, du papier recyclé ou d'autres matières premières par le biais de processus de plipage mécaniques ou chimiques.
2. Formation du papier: Les fibres pulpées sont en suspension dans l'eau pour former une suspension fibreuse ou une suspension connue sous le nom de pulpe. La pulpe est ensuite déposée sur un maillage ou un tissu en mouvement, où l'eau s'écoule, laissant derrière elle une feuille de papier humide.
3. Pressing: La feuille de papier humide passe par une série de rouleaux de pressage pour éliminer l'excès d'eau et consolider les fibres.
4. Séchage: La feuille de papier pressée est séchée à l'aide de chaleur et / ou d'air pour éliminer le reste de l'humidité et renforcer le papier.
5. Finition: Le papier séché peut subir des processus supplémentaires tels que le revêtement, le calendrier ou la coupe pour atteindre les propriétés et les spécifications souhaitées.

Rôle de la carboxyméthyl-cellulose de sodium (CMC) dans la fabrication du papier:

Maintenant, explorons les fonctions et avantages spécifiques du CMC de sodium dans les différentes étapes du processus de fabrication du papier:

1. Aide à la rétention et au drainage:

L'une des principales fonctions du CMC de sodium dans la fabrication du papier est son rôle de rétention et d'aide au drainage. Voici comment le CMC de sodium contribue à cet aspect:

• Aide à la rétention: le CMC de sodium agit comme une aide à la rétention en améliorant la rétention de fibres fines, de remplissages et d'additifs dans la pâte de papier. Son poids moléculaire élevé et sa nature hydrophile lui permettent d'adsorber sur les surfaces des fibres de cellulose et des particules colloïdales, améliorant ainsi leur rétention dans la feuille papier pendant la formation.
• Aid de drainage: le CMC de sodium sert également d'aide au drainage en améliorant le taux de drainage de l'eau de la pulpe papier. Il aide à créer une structure de papier plus ouverte et poreuse, permettant à l'eau de s'écouler plus efficacement à travers le mailles ou le tissu pendant la formation de papier. Il en résulte une déshydratation plus rapide, une consommation d'énergie réduite et une amélioration de l'efficacité de la machine dans le processus de fabrication du papier.

2. Agent de force et de liaison:

Le CMC de sodium fonctionne comme un agent de résistance et de liaison dans la fabrication du papier, fournissant de la cohésion et de l'intégrité à la feuille papier. Voici comment cela améliore la force du papier:

• Liaison interne: le CMC de sodium forme des liaisons hydrogène avec des fibres de cellulose, des particules de remplissage et d'autres composants de la pulpe papier. Ces liaisons aident à renforcer la matrice du papier et à améliorer la liaison inter-fibres, ce qui entraîne des propriétés de résistance à la traction, de déchirure et d'éclatement plus élevées dans le papier fini.
• Ligulation des fibres: le CMC de sodium agit comme un agent de liaison aux fibres, favorisant l'adhésion entre les fibres de cellulose individuelles et empêchant leur désintégration ou leur séparation pendant la formation du papier et les étapes de traitement ultérieures. Cela améliore l'intégrité structurelle et la stabilité dimensionnelle du papier, réduisant le risque de déchirure, de fuzzing ou de dépoussiérage.

3. Dimensionnement et revêtement de surface:

Le CMC de sodium est utilisé dans les formulations de dimensionnement de surface et de revêtement pour améliorer les propriétés de surface et l'imprimabilité du papier. Voici comment il améliore la qualité de la surface du papier:

• Dimensionnement de surface: le CMC de sodium est appliqué comme agent de dimensionnement de surface pour améliorer la résistance de la surface, la douceur et la réceptivité de l'encre du papier. Il forme un film mince et uniforme à la surface de la feuille de papier, réduisant la porosité et améliorant l'uniformité de surface. Cela permet un meilleur retenue à l'encre, une qualité d'impression plus nette et une réduction des plumes ou des saignements d'images et de texte imprimés.
• Enrobage de revêtement: le CMC de sodium sert de liant dans des formulations de revêtement de papier, qui sont appliquées à la surface du papier pour obtenir des propriétés fonctionnelles ou esthétiques spécifiques. Il aide à lier les particules de pigment, les charges et autres ingrédients de revêtement à la surface du papier, formant une finition lisse, brillante ou mate. Les revêtements basés sur CMC améliorent les propriétés optiques, le brillant de surface et l'imprimabilité du papier, ce qui le rend adapté aux applications d'impression et d'emballage de haute qualité.

4. Aide à la rétention:

Le CMC de sodium fonctionne comme une aide à la rétention dans le processus de fabrication du papier, améliorant la rétention de particules fines, fibres et additifs dans la pulpe papier. Son poids moléculaire élevé et sa nature soluble dans l'eau lui permettent d'adsorber sur les surfaces des fibres de cellulose et des particules colloïdales, améliorant ainsi leur rétention dans la feuille papier pendant la formation. Cela conduit à une amélioration des propriétés de formation, d'uniformité et de résistance dans le papier fini.

5. Contrôle des propriétés rhéologiques:

Le CMC de sodium aide à contrôler les propriétés rhéologiques de la pulpe et des revêtements en papier, permettant une meilleure processe et des performances. Voici comment cela influence la rhéologie:

• Contrôle de la viscosité: le CMC de sodium agit comme un modificateur de viscosité, régulant le comportement d'écoulement et la cohérence des formulations de pâte de papier et de revêtement. Il confère des propriétés pseudoplasiques ou mitroches de cisaillement aux suspensions, ce qui signifie que leur viscosité diminue sous la contrainte de cisaillement (comme pendant le mélange ou le pompage) et se rétablit au repos. Cela facilite la manipulation, le pompage et l'application plus faciles des matériaux, l'amélioration de l'efficacité du processus et la qualité du produit.
• Agent d'épaississement: le CMC de sodium sert d'agent d'épaississement dans les revêtements en papier et les formulations, augmentant leur viscosité et améliorant leur stabilité et leur couverture. Il aide à contrôler l'écoulement et le dépôt de revêtements sur la surface du papier, assurant une épaisseur et une distribution uniformes. Cela améliore les propriétés optiques, l'imprimabilité et la finition de surface du papier, ce qui le rend adapté à diverses applications d'impression et d'emballage.

Applications de la carboxyméthyl-cellulose de sodium (CMC) dans la fabrication du papier:

Le CMC de sodium est utilisé dans diverses applications de papier de papier entre différents grades et types de produits en papier. Certaines applications courantes comprennent:

1. Documents d'impression et d'écriture: le CMC de sodium est utilisé dans les formulations de dimensionnement en surface et de revêtement pour les papiers d'impression et d'écriture, y compris du papier de copie, du papier compensé et du carton en revêtement. Il améliore l'imprimabilité, le maintien de l'encre et la douceur de surface, entraînant des images et du texte imprimés plus nets et plus dynamiques.
2. Documents d'emballage: le CMC de sodium est utilisé dans les papiers et les planches d'emballage, tels que les cartons pliants, les boîtes ondulées et les sacs en papier. Il améliore la résistance de la surface, la rigidité et la finition de surface, améliorant l'apparence et les performances des matériaux d'emballage.
3. Papiers de tissu et de serviettes: CMC de sodium est ajouté aux papiers des tissus et des serviettes pour améliorer la résistance humide, la douceur et l'absorption. Il améliore l'intégrité des feuilles et la durabilité, permettant une meilleure rétention de l'humidité et une résistance à la déchirure dans les produits tissulaires.
4. Documents spécialisés: Sodium CMC trouve des applications dans des documents spécialisés, tels que les revêtements de libération, les papiers thermiques et les papiers de sécurité. Il donne des fonctionnalités spécifiques, telles que les propriétés de libération, la stabilité thermique et la dissuasion contrefaite, pour répondre aux exigences des applications spécialisées.

Durabilité environnementale:

L'un des principaux avantages du CMC de sodium dans la fabrication du papier est sa durabilité environnementale. En tant que matériau renouvelable, biodégradable et non toxique, CMC propose des alternatives écologiques aux additifs et revêtements synthétiques dans des produits en papier. Sa biodégradabilité garantit un impact environnemental minimal et soutient les pratiques forestières durables et les initiatives de l'économie circulaire dans l'industrie du papier.

Conclusion:

La carboxyméthyl-cellulose de sodium (CMC) joue un rôle vital dans l'industrie du papier en améliorant la qualité, les performances et la durabilité des produits de papier et de carton. Ses propriétés multifonctionnelles en font un additif polyvalent pour améliorer la rétention, la résistance, les propriétés de surface et la transformation à divers stades du processus de fabrication de papier. Des papiers d'impression et d'emballage aux papiers de tissus et de spécialités, le CMC de sodium trouve diverses applications entre différents grades et types de produits papier, contribuant à l'avancement de la technologie des papiers et au développement de matériaux papier innovants. Alors que la demande de produits en papier de haute qualité et respectueux de l'environnement continue de croître, le CMC de sodium reste un ingrédient précieux dans la quête de pratiques de papier plus durables et plus économes en ressources.