Sellulóseter í pappírsiðnaði

Þessi grein kynnir gerðir, undirbúningsaðferðir, frammistöðueiginleika og notkunarstöðu sellulósaetra í pappírsframleiðslu, setur fram nokkrar nýjar afbrigði af sellulósaeterum með þróunarhorfur og fjallar um notkun þeirra og þróunarþróun í pappírsframleiðslu.

Lykilorð:sellulósa eter; frammistaða; pappírsiðnaði

Sellulósi er náttúrulegt fjölliða efnasamband, efnafræðileg uppbygging þess er fjölsykra stórsameind með vatnsfríuβ-glúkósa sem basahringur, og hver basahringur hefur aðalhýdroxýlhóp og aukahýdroxýlhóp. Með efnafræðilegri breytingu þess er hægt að fá röð af sellulósaafleiðum. Undirbúningsaðferð sellulósaeter er að hvarfa sellulósa við NaOH, framkvæma síðan eterunarhvörf með ýmsum virkum hvarfefnum eins og metýlklóríði, etýlenoxíði, própýlenoxíði osfrv., og þvo síðan aukaafurðasaltið og smá sellulósanatríum til að fá vörunni. Sellulósi eter er ein af mikilvægum afleiðum sellulósa, sem hægt er að nota mikið í læknisfræði og hreinlæti, daglegum efnaiðnaði, pappírsframleiðslu, matvælum, lyfjum, byggingariðnaði, efnum og öðrum atvinnugreinum. Erlend lönd hafa á undanförnum árum lagt mikla áherslu á rannsóknir þess og hefur margt afrek verið unnið í hagnýtum grunnrannsóknum, hagnýtum hagnýtum áhrifum og undirbúningi. Á undanförnum árum hafa sumir í Kína smám saman byrjað að taka þátt í rannsóknum á þessum þætti og hafa upphaflega náð nokkrum árangri í framleiðslu. Þess vegna gegnir þróun og nýting sellulósaeters mjög mikilvægu hlutverki í alhliða nýtingu endurnýjanlegra líffræðilegra auðlinda og bættu gæði pappírs og frammistöðu. Það er ný tegund aukefna í pappírsframleiðslu sem vert er að þróa.

1. Flokkunar- og framleiðsluaðferðir sellulósaetra

Flokkun sellulósa-etra er almennt skipt í 4 flokka eftir jónleika.

1.1 Ójónísk sellulósaeter

Ójónaður sellulósaeter er aðallega sellulósaalkýleter og undirbúningsaðferð hans er að hvarfa sellulósa við NaOH og framkvæma síðan eterunarhvörf við ýmsar virkar einliða eins og mónóklórmetan, etýlenoxíð, própýlenoxíð, osfrv., og fást síðan með þvotti. aukaafurð salt og sellulósa natríum, aðallega þar á meðal metýl sellulósa eter, metýl hýdroxýetýl sellulósa eter, metýl hýdroxýprópýl sellulósa eter, hýdroxýetýl sellulósa eter, sýanóetýl sellulósa eter og hýdroxýbútýl sellulósa eter eru mikið notaðar.

1.2 Anjónískur sellulósaeter

Anjónískir sellulósaetherar eru aðallega natríumkarboxýmetýlsellulósa og natríumkarboxýmetýlhýdroxýetýlsellulósa. Undirbúningsaðferðin er að hvarfa sellulósa við NaOH og framkvæma síðan eter með klórediksýru, etýlenoxíði og própýlenoxíði. Efnafræðileg viðbrögð, og síðan fengin með því að þvo aukaafurð salt og natríum sellulósa.

1.3 Katjónísk sellulósaeter

Katjónísk sellulósaetherar innihalda aðallega 3-klór-2-hýdroxýprópýltrímetýlammoníumklóríð sellulósaeter, sem er framleiddur með því að hvarfa sellulósa við NaOH og hvarfast síðan við katjónískt eterandi efni 3-klór-2-hýdroxýprópýltrímetýlammoníumklóríð eða eterunarhvarf við etýlenoxíð og própýlenoxíð, og síðan fengin með því að þvo aukaafurðarsaltið og natríumsellulósa.

1.4 Zwitterionic sellulose eter

Sameindakeðja zwitterjónískra sellulósaeters hefur bæði anjóníska hópa og katjóníska hópa. Undirbúningsaðferð þess er að hvarfa sellulósa við NaOH og hvarfast síðan við einklórediksýru og katjónískt eterunarefni 3-klór-2-hýdroxýprópýl Trímetýlammóníumklóríð er eterrað og síðan fengið með því að þvo aukaafurðarsaltið og natríumsellulósa.

2. Afköst og eiginleikar sellulósaeter

2.1 Filmumyndun og viðloðun

Etergerð sellulósaeter hefur mikil áhrif á eiginleika þess og eiginleika, svo sem leysni, filmumyndunargetu, bindistyrk og saltþol. Sellulósaeter hefur mikinn vélrænan styrk, sveigjanleika, hitaþol og kuldaþol, og hefur góða eindrægni við ýmis kvoða og mýkiefni, og er hægt að nota til að búa til plast, filmur, lökk, lím, latex og lyfjahúðunarefni osfrv.

2.2 Leysni

Sellulósaeter hefur góða vatnsleysni vegna tilvistar pólýhýdroxýlhópa og hefur mismunandi leysisértækni fyrir lífræn leysi eftir mismunandi skiptihópum. Metýlsellulósa er leysanlegt í köldu vatni, óleysanlegt í heitu vatni og einnig leysanlegt í sumum leysiefnum; metýl hýdroxýetýl sellulósa er leysanlegt í köldu vatni, óleysanlegt í heitu vatni og lífrænum leysum. Hins vegar, þegar vatnslausn metýlsellulósa og metýlhýdroxýetýlsellulósa er hituð, fellur metýlsellulósa og metýlhýdroxýetýlsellulósa út. Metýlsellulósa er botnfelld við 45-60°C°C, en útkomuhitastig blandaðs eteraðs metýlhýdroxýetýlsellulósa er hækkað í 65-80°C. Þegar hitastigið er lækkað leysist botnfallið aftur upp. Hýdroxýetýlsellulósa og natríumkarboxýmetýlsellulósa eru leysanleg í vatni við hvaða hitastig sem er og óleysanleg í lífrænum leysum (með nokkrum undantekningum). Með því að nýta þennan eiginleika er hægt að útbúa ýmis olíufráhrindandi efni og leysanlegt filmuefni.

2.3 Þykking

Sellulóseter er leyst upp í vatni í formi kolloids, seigja hans fer eftir fjölliðunarstigi sellulósaetersins og lausnin inniheldur vökvaðar stórsameindir. Vegna flækju stórsameinda er flæðihegðun lausna frábrugðin vökva frá Newton, en sýnir hegðun sem breytist með skúfkrafti. Vegna stórsameindabyggingar sellulósaeters eykst seigja lausnarinnar hratt með aukningu styrks og lækkar hratt með hækkun hitastigs. Samkvæmt eiginleikum þess er hægt að nota sellulósaeter eins og karboxýmetýlsellulósa og hýdroxýetýlsellulósa sem þykkingarefni fyrir dagleg efni, vatnsheldur efni fyrir pappírshúð og þykkingarefni fyrir byggingarhúð.

2.4 Niðurbrjótanleiki

Þegar sellulósaeter er leyst upp í vatnsfasanum munu bakteríur vaxa og vöxtur baktería leiðir til framleiðslu á ensímbakteríum. Ensímið brýtur ósetin anhýdróglúkósaeiningatengi sem liggja að sellulósaeternum og dregur úr hlutfallslegum mólmassa fjölliðunnar. Þess vegna, ef geyma á sellulósaeter vatnslausnina í langan tíma, verður að bæta rotvarnarefnum við hana og gera ákveðnar sótthreinsandi ráðstafanir jafnvel fyrir sellulósaeter með bakteríudrepandi eiginleika.

3. Notkun sellulósaeter í pappírsiðnaði

3.1 Pappírsstyrkingarefni

Til dæmis er hægt að nota CMC sem trefjadreifingarefni og pappírsstyrkingarefni, sem hægt er að bæta við deigið. Þar sem natríumkarboxýmetýlsellulósa hefur sömu hleðslu og kvoða og fylliefnisagnirnar, getur það aukið jöfnun trefjanna. Hægt er að bæta tengingaráhrif milli trefja og bæta líkamlega vísbendingar eins og togstyrk, sprungustyrk og pappírsjafnvægi pappírs. Til dæmis nota Longzhu og aðrir 100% bleikt súlfítviðarmassa, 20% talkúmduft, 1% dreift rósín lím, stilla pH gildið í 4,5 með álsúlfati og nota CMC með hærri seigju (seigja 800 ~ 1200MPA.S) skipti er 0,6. Það má sjá að CMC getur bætt þurrstyrk pappírs og einnig bætt stærðargráðu hans.

3.2 Yfirborðslimunarefni

Natríumkarboxýmetýlsellulósa er hægt að nota sem pappírsyfirborðslimunarefni til að bæta yfirborðsstyrk pappírs. Notkunaráhrif þess geta aukið yfirborðsstyrkinn um 10% miðað við núverandi notkun pólývínýlalkóhóls og breytts sterkjulitunarefnis og hægt er að minnka skammtinn um 30%. Það er mjög efnilegt yfirborðslímunarefni fyrir pappírsgerð og ætti að þróa þessa röð nýrra afbrigða. Katjónísk sellulósaeter hefur betri yfirborðsstærð en katjónísk sterkja. Það getur ekki aðeins bætt yfirborðsstyrk pappírs, heldur einnig bætt blekgleypni pappírs og aukið litunaráhrif. Það er líka efnilegur yfirborðslímmiðill. Mo Lihuan og aðrir notuðu natríumkarboxýmetýlsellulósa og oxaða sterkju til að gera yfirborðsprófanir á pappír og pappa. Niðurstöðurnar sýna að CMC hefur tilvalin yfirborðsstærðaráhrif.

Metýlkarboxýmetýl sellulósanatríum hefur ákveðna stærðargetu og karboxýmetýlsellulósanatríum er hægt að nota sem kvoðaslímandi efni. Til viðbótar við eigin stærðargráðu, er einnig hægt að nota katjónískan sellulósaeter sem pappírssíu, bæta varðveisluhraða fínna trefja og fylliefna og einnig hægt að nota sem pappírsstyrkingarefni.

3.3 Fleytistöðugleiki

Sellulósaeter er mikið notað í fleytiframleiðslu vegna góðra þykknunaráhrifa þess í vatnslausn, sem getur aukið seigju fleytidreifingarmiðils og komið í veg fyrir útfellingu og lagskiptingu fleyti. Svo sem eins og natríum karboxýmetýl sellulósa, hýdroxýetýl sellulósa eter, hýdroxýprópýl sellulósa eter, o.fl. er hægt að nota sem sveiflujöfnunarefni og verndandi efni fyrir anjónískt dreift rósíngúmmí, katjónískt sellulósa eter, hýdroxýetýl sellulósa eter, hýdroxýprópýl sellulósa eter, o.fl. Grunn sellulósa eter, metýl sellulósa eter. eter o.s.frv. er einnig hægt að nota sem hlífðarefni fyrir katjónískt dreift rósíngúmmí, AKD, ASA og önnur límefni. Longzhu o.fl. notaði 100% bleikt súlfítviðarkvoða, 20% talkúmduft, 1% dreift rósín lím, stillti pH gildið í 4,5 með álsúlfati og notaði CMC með hærri seigju (seigja 800~12000MPA.S). Staðgengisstigið er 0,6 og það er notað fyrir innri stærð. Það má sjá af niðurstöðunum að stærðargráðu rósíngúmmísins sem inniheldur CMC er augljóslega bætt og stöðugleiki rósínfleytisins er góður og varðveisluhlutfall gúmmíefnisins er einnig hátt.

3.4 Húðunarefni sem geymir vatn

Það er notað til að húða og vinna pappírshúðunarbindiefni, sýanóetýlsellulósa, hýdroxýetýlsellulósa osfrv. getur komið í stað kaseins og hluta af latexi, þannig að prentblek kemst auðveldlega í gegn og brúnirnar eru skýrar. Karboxýmetýl sellulósa og hýdroxýetýl karboxýmetýl sellulósa eter er hægt að nota sem litarefni dreifiefni, þykkingarefni, vökvasöfnunarefni og sveiflujöfnun. Til dæmis er magn karboxýmetýlsellulósa sem notað er sem vatnsheldur efni við framleiðslu á húðuðu pappírshúð 1-2%.

4. Þróunarþróun sellulósaeter notað í pappírsiðnaði

Notkun efnafræðilegra breytinga til að fá sellulósaafleiður með sérstakar aðgerðir er áhrifarík leið til að leita nýrrar notkunar á stærsta heimsins uppskeru af náttúrulegu lífrænu efni - sellulósa. Það eru margar tegundir af sellulósaafleiðum og víðtækar aðgerðir, og sellulósa eter hefur verið notað í mörgum atvinnugreinum vegna framúrskarandi frammistöðu þeirra. Til að mæta þörfum pappírsiðnaðarins ætti þróun sellulósaeter að fylgjast með eftirfarandi þróun:

(1) Þróaðu ýmsar forskriftarvörur af sellulósaeterum sem henta til notkunar í pappírsiðnaði, svo sem raðvörur með mismunandi stigum skiptingar, mismunandi seigju og mismunandi hlutfallslegan sameindamassa, til að velja í framleiðslu á mismunandi pappírsafbrigðum.

(2) Auka ætti þróun nýrra afbrigða af sellulósaeterum, svo sem katjónískum sellulósaeterum sem henta fyrir varðveislu- og frárennslishjálp fyrir pappírsframleiðslu, yfirborðslímandi efni og zwitterjónískum sellulósaeterum sem hægt er að nota sem styrkingarefni til að skipta um húðunarlatex Cyanoethyl sellulósaeter og þess háttar sem bindiefni.

(3) Styrkja rannsóknir á undirbúningsferli sellulósaeters og nýja undirbúningsaðferð þess, sérstaklega rannsóknir á að draga úr kostnaði og einfalda ferlið.

(4) Styrkja rannsóknir á eiginleikum sellulósaeters, sérstaklega filmumyndandi eiginleika, bindingareiginleika og þykkingareiginleika ýmissa sellulósaeters, og styrkja fræðilegar rannsóknir á notkun sellulósaeters í pappírsgerð.