Кагаз өнөр жайындагы целлюлоза эфири

Бул макалада целлюлоза эфирлеринин түрлөрү, даярдоо ыкмалары, иштөө мүнөздөмөлөрү жана кагаз өндүрүшүндө колдонулуу абалы, өнүгүү перспективалары бар целлюлоза эфирлеринин кээ бир жаңы сорттору сунушталат жана алардын кагаз өндүрүшүндө колдонулушу жана өнүгүү тенденциясы талкууланат.

Негизги сөздөр:целлюлоза эфири; аткаруу; кагаз өнөр жайы

Целлюлоза табигый полимердик кошулма, анын химиялык түзүлүшү суусуз полисахариддик макромолекула.β- глюкоза базалык шакек катары жана ар бир базалык шакекченин биринчи гидроксил тобу жана экинчи гидроксил тобу бар. Анын химиялык модификациясы аркылуу бир катар целлюлоза туундуларын алууга болот. Целлюлоза эфирин даярдоо ыкмасы - целлюлозаны NaOH менен реакциялаштырып, андан кийин метилхлорид, этилен оксиди, пропилен оксиди жана башкалар сыяктуу ар кандай функционалдык реактивдер менен эфирификация реакциясын жүргүзүү, андан кийин кошумча продукт тузун жана бир аз натрий целлюлозасын жууп алуу. продукт. Целлюлоза эфири целлюлозанын маанилүү туундуларынын бири болуп саналат, аны медицинада жана гигиенада, күнүмдүк химиялык өнөр жайда, кагаз жасоодо, тамак-аш, дары-дармек, курулуш, материалдар жана башка тармактарда кеңири колдонууга болот. Акыркы жылдары чет мамлекеттерде аны изилдөөгө чоң маани берилип, прикладдык фундаменталдык изилдөөлөр, прикладдык практикалык эффекттер, даярдоо боюнча көптөгөн жетишкендиктерге жетишилди. Акыркы жылдары Кытайда кээ бир адамдар акырындык менен бул жагын изилдөөгө киришип, алгач өндүрүш практикасында кандайдыр бир натыйжаларга жетишти. Ошондуктан, целлюлоза эфирин иштеп чыгуу жана пайдалануу кайра жаралуучу биологиялык ресурстарды комплекстүү пайдаланууда жана кагаздын сапатын жана натыйжалуулугун жогорулатууда абдан маанилүү ролду ойнойт. Бул иштеп чыгууга арзырлык кагаз жасоочу кошумчалардын жаңы түрү.

1. Целлюлоза эфирлеринин классификациясы жана алынуу ыкмалары

Целлюлоза эфирлеринин классификациясы иондуулугу боюнча жалпысынан 4 категорияга бөлүнөт.

1.1 Ноиондук целлюлоза эфири

Иондук эмес целлюлоза эфири негизинен целлюлоза алкил эфири болуп саналат жана аны даярдоо ыкмасы целлюлозаны NaOH менен реакциялаштырып, андан кийин монохлорометан, этилен оксиди, пропилен оксиди ж.б. кошумча продукт туз жана натрий целлюлозасы, анын ичинде негизинен метил целлюлоза эфири, метил гидроксиэтил целлюлоза эфири, метил гидроксипропил целлюлоза эфири, гидроксиэтил целлюлоза эфири, цианэтил целлюлоза эфири жана гидроксибутил целлюлоза эфири кеңири колдонулат.

1.2 Аниондук целлюлоза эфири

Аниондук целлюлоза эфирлери негизинен натрий карбоксиметил целлюлозасы жана натрий карбоксиметилгидроксиэтил целлюлозасы. Даярдоо ыкмасы целлюлозаны NaOH менен реакциялаштырып, андан соң эфирди хлорассус кислотасы, этилен оксиди жана пропилен оксиди менен жүргүзүү. Химиялык реакция, андан кийин кошумча продукт тузду жана натрий целлюлозасын жууп алынат.

1.3 Катиондук целлюлоза эфири

Катиондук целлюлоза эфирлерине негизинен 3-хлоро-2-гидроксипропилтриметиламмоний хлоридинин целлюлоза эфири кирет, ал целлюлозаны NaOH менен реакциялаштырып, андан кийин катиондуу эфирлештирүүчү 3-хлоро-2-гидроксипропил триметил аммонийдин хлориди жана прооксидиэтилэпоксиддик реакциясы менен реакцияга кирет. анан кошумча продукт тузду жана натрий целлюлозасын жууп алуу менен алынат.

1.4 Цвиттериондук целлюлоза эфири

Цвиттериондук целлюлоза эфиринин молекулярдык чынжырында аниондук топтор да, катиондук топтор да бар. Аны даярдоо ыкмасы целлюлозаны NaOH менен реакциялаштырып, андан кийин монохлорассус кислотасы жана катиондук эфирдик агент 3-хлоро-2-гидроксипропил триметиламмоний хлориди эфирге айландырылат, андан кийин кошумча продукт тузду жана натрий целлюлозасын жууп алуудан алынат.

2. Целлюлоза эфиринин иштеши жана мүнөздөмөлөрү

2.1 Пленканын пайда болушу жана адгезиясы

Целлюлоза эфиринин эфирлешүүсү анын эригичтиги, пленка түзүүчү жөндөмдүүлүгү, байланыш бекемдиги жана тузга туруктуулугу сыяктуу мүнөздөмөлөрүнө жана касиеттерине чоң таасирин тийгизет. Целлюлоза эфири жогорку механикалык күчкө, ийкемдүүлүккө, ысыкка жана суукка туруктуулукка ээ жана ар кандай чайырлар жана пластификаторлор менен жакшы шайкеш келет жана пластмассаларды, пленкаларды, лактарды, чаптамаларды, латекстерди жана дары каптоочу материалдарды ж.б.

2.2 Эригичтиги

Целлюлоза эфири полигидроксил топторунун болушунан улам сууда жакшы эригичке ээ жана ар кандай алмаштыруучуларга ылайык органикалык эриткичтер үчүн ар кандай эриткичтерге ээ. Метилцеллюлоза муздак сууда эрийт, ысык сууда эрибейт, ошондой эле кээ бир эриткичтерде эрийт; метилгидроксиэтил целлюлоза муздак сууда эрийт, ысык сууда жана органикалык эриткичтерде эрибейт. Бирок метилцеллюлоза менен метилгидроксиэтилцеллюлозанын суудагы эритмеси ысытылганда метилцеллюлоза жана метилгидроксиэтилцеллюлоза чөкпөй калат. Метилцеллюлоза 45-60 чөктүрүлөт°С, ал эми аралаш эфирдик метилгидроксиэтил целлюлозанын жаан-чачындын температурасы 65-80 градуска чейин жогорулайт.°C. Температураны төмөндөткөндө чөкмө кайра эрийт. Гидроксиэтилцеллюлоза жана натрий карбоксиметилцеллюлозасы сууда каалаган температурада эрийт жана органикалык эриткичтерде эрибейт (бир нече кошпогондо). Бул касиетти колдонуу менен ар кандай май репелленттерди жана эрүүчү пленкаларды даярдоого болот.

2.3 Коюу

Целлюлоза эфири сууда коллоид түрүндө эрийт, анын илешкектүүлүгү целлюлоза эфиринин полимерлөө даражасына жараша болот жана эритмеде гидратталган макромолекулалар болот. Макромолекулалардын чырмалышынан улам эритмелердин агымынын жүрүм-туруму Ньютон суюктуктарынан айырмаланат, бирок жылма күч менен өзгөрүүчү кыймыл-аракетти көрсөтөт. Целлюлоза эфиринин макромолекулярдык түзүлүшүнө байланыштуу эритменин илешкектүүлүгү концентрациясынын жогорулашы менен тез өсөт жана температуранын жогорулашы менен тез азаят. Өзүнүн мүнөздөмөлөрү боюнча карбоксиметил целлюлоза жана гидроксиэтил целлюлоза сыяктуу целлюлоза эфирлери күнүмдүк химиялык заттар үчүн коюулоочу, кагаз каптоо үчүн сууну кармоочу агенттер жана архитектуралык жабуулар үчүн коюулоочу катары колдонулушу мүмкүн.

2.4 Деградация

Целлюлоза эфири суу фазасында эригенде, бактериялар көбөйүп, бактериялардын өсүшү фермент бактерияларынын пайда болушуна алып келет. Фермент целлюлоза эфирине жанаша турган алмаштырылбаган ангидроглюкоза бирдик байланыштарын үзүп, полимердин салыштырмалуу молекулярдык салмагын азайтат. Ошондуктан, эгерде целлюлоза эфиринин суу эритмеси көпкө сактала турган болсо, ага консерванттар кошулуп, антибактериалдык касиети бар целлюлоза эфирлери үчүн да белгилүү антисептикалык чаралар көрүлүүгө тийиш.

3. Целлюлоза эфиринин кагаз өндүрүшүндө колдонулушу

3.1 Кагазды бекемдөөчү каражат

Мисалы, ЖМБ була дисперсанты жана кагазды бекемдөөчү агент катары колдонулушу мүмкүн, аны пульпага кошууга болот. Натрий карбоксиметил целлюлозасы целлюлоза жана толтургуч бөлүкчөлөр менен бирдей зарядга ээ болгондуктан, бул жипченин тегиздигин жогорулата алат. Булалардын ортосундагы байланыш эффектиси жакшыртылышы мүмкүн, ошондой эле тартылуу күчү, жарылуу күчү жана кагаздын кагаз тегиздиги сыяктуу физикалык көрсөткүчтөр жакшыртылышы мүмкүн. Мисалы, Longzhu жана башкалар 100% агартылган сульфиттүү жыгач массасын, 20% тальк порошок, 1% дисперстүү канифоль клей колдонушат, алюминий сульфаты менен рН баасын 4,5ке чейин тууралап, жогорку илешкектүүлүгү CMC (илешкектүүлүгү 800~1200MPA.S) колдонушат. алмаштыруу 0,6. Көрүнүп тургандай, ЖМБ кагаздын кургак күчүн жакшыртат жана анын өлчөмүн да жакшыртат.

3.2 Беттин өлчөмүн аныктоочу агент

Натрий карбоксиметил целлюлозасы кагаз бетинин күчүн жакшыртуу үчүн кагаз бетинин өлчөмүн аныктоочу агент катары колдонулушу мүмкүн. Анын колдонуу таасири поливинил спиртин жана өзгөртүлгөн крахмалдын өлчөмүн аныктоочу агенттин учурдагы колдонулушу менен салыштырганда беттик күчүн болжол менен 10% га жогорулата алат, ал эми дозасын болжол менен 30% га азайтууга болот. Бул кагаз жасоо үчүн абдан перспективдүү беттик өлчөмүн аныктоочу агент болуп саналат жана жаңы сорттордун бул сериясын активдүү иштеп чыгуу керек. Катиондук целлюлоза эфири катиондук крахмалга караганда беттик өлчөмдү жакшыраак аныктайт. Бул кагаз бетинин бекемдигин гана эмес, ошондой эле кагаздын сыяны сиңирүү көрсөткүчтөрүн жакшыртат жана боёо эффектин жогорулатат. Бул ошондой эле келечектүү бет өлчөмүн агент болуп саналат. Мо Лихуан жана башкалар натрий карбоксиметил целлюлозасын жана кычкылданган крахмалды кагазда жана картондо беттин өлчөмүн аныктоо үчүн сыноолорду жүргүзүшкөн. Натыйжалар ЖМБ беттин өлчөмүн аныктоонун идеалдуу эффектиси бар экенин көрсөтүп турат.

Метил карбоксиметил целлюлоза натрий белгилүү бир өлчөм көрсөткүчүнө ээ, ал эми карбоксиметил целлюлоза натрий целлюлоза өлчөө агенти катары колдонулушу мүмкүн. Өзүнүн өлчөмүнөн тышкары, катиондук целлюлоза эфири ошондой эле кагаз жасоого жардам берүүчү фильтр катары колдонулушу мүмкүн, майда жипчелердин жана толтургучтардын кармалышын жакшыртуу, ошондой эле кагазды бекемдөөчү агент катары колдонулушу мүмкүн.

3.3 Эмульсия стабилизатору

Целлюлоза эфири эмульсияны даярдоодо кеңири колдонулат, анткени анын суулуу эритмеде жакшы коюулоочу таасири бар, ал эмульсия дисперсиялык чөйрөнүн илешкектүүлүгүн жогорулатып, эмульсиянын чөгүшүн жана катмарлануусун алдын алат. Натрий карбоксиметил целлюлозасы, гидроксиэтил целлюлоза эфири, гидроксипропил целлюлоза эфири, ж.б. аниондук дисперстик канифоль резинасы, катиондук целлюлоза эфири, гидроксиэтил целлюлоза эфири, гидроксипропил целлюлоза этери, гидроксипропил целлюлоза этер клеткасы жана башкалар үчүн стабилизаторлор жана коргоочу агенттер катары колдонулушу мүмкүн. эфир ж.б., ошондой эле катиондук дисперстик канифоль сагыз, AKD, ASA жана башка өлчөө агенттери үчүн коргоочу агенттер катары колдонулушу мүмкүн. Лонгжу жана башкалар. 100% агартылган сульфит жыгач массасы, 20% тальк порошок, 1% дисперстүү канифоль клей колдонулган, алюминий сульфаты менен рН маанисин 4,5ке тууралаган жана жогорку илешкектүүлүгү CMC (илешкектүүлүгү 800~12000MPA.S) колдонулган. Алмаштыруу даражасы 0,6, ал ички өлчөм үчүн колдонулат. Жыйынтыктардан көрүнүп тургандай, CMC камтыган канифоль резинасынын өлчөмдөрү жакшыртылган, ал эми канифоль эмульсиясынын туруктуулугу жакшы жана резина материалынын кармалышы да жогору.

3.4 Каптоочу сууну кармоочу агент

Бул каптоо жана иштетүү үчүн колдонулат кагаз каптоочу туташтыргыч, цианэтил целлюлоза, гидроксиэтил целлюлоза, ж.б. казеинди жана латекстин бир бөлүгүн алмаштыра алат, ошондуктан басма сыясы оңой кирип, четтери тунук болот. Карбоксиметил целлюлоза жана гидроксиэтил карбоксиметил целлюлоза эфири пигмент дисперсант, коюулоочу, сууну кармап туруучу агент жана стабилизатор катары колдонулушу мүмкүн. Мисалы, капталган кагаз жабууларды даярдоодо суу кармагыч катары колдонулган карбоксиметил целлюлозанын өлчөмү 1-2% түзөт.

4. Кагаз өнөр жайында колдонулган целлюлоза эфиринин өнүгүү тенденциясы

Өзгөчө функциялары бар целлюлоза туундуларын алуу үчүн химиялык модификацияны колдонуу табигый органикалык заттардын – целлюлозанын дүйнөдөгү эң чоң түшүмүн жаңы колдонууну издөөнүн эффективдүү жолу болуп саналат. Целлюлозанын туундуларынын көптөгөн түрлөрү жана кеңири функциялары бар, жана целлюлоза эфирлери мыкты иштеши үчүн көптөгөн тармактарда колдонулган. Кагаз өнөр жайынын керектөөлөрүн канааттандыруу үчүн целлюлоза эфирин өнүктүрүүдө төмөнкү тенденцияларга көңүл буруу керек:

(1) Ар кандай кагаз сортторун өндүрүүдө тандоо үчүн, мисалы, алмаштыруунун ар кандай даражалары, ар кандай илешкектүүлүктөрү жана ар кандай салыштырмалуу молекулалык массалары бар сериялык продуктулар сыяктуу кагаз өнөр жайына ылайыктуу целлюлоза эфирлеринин ар кандай спецификациялык продуктуларын иштеп чыгуу.

(2) Целлюлоза эфирлеринин жаңы сортторун иштеп чыгууну көбөйтүү керек, мисалы, катиондук целлюлоза эфирлери, кагаз жасоодо кармоочу жана дренаждык жардамдар үчүн жарактуу, беттик өлчөөчү агенттер жана каптоочу латекс цианоэтил целлюлоза эфирин алмаштыруу үчүн бекемдөөчү агент катары колдонулушу мүмкүн болгон цвиттериондук целлюлоза эфирлери жана ушуга окшогондорду бириктиргич катары.

(3) Целлюлоза эфирин даярдоо процесси жана аны даярдоонун жаңы ыкмасы боюнча изилдөөлөрдү, өзгөчө баасын төмөндөтүү жана процессти жөнөкөйлөштүрүү боюнча изилдөөлөрдү күчөтүү.

(4) Целлюлоза эфирлеринин касиеттери, өзгөчө пленка түзүүчү касиеттери, ар кандай целлюлоза эфирлеринин байланыш касиеттери жана коюулоочу касиеттери боюнча изилдөөлөрдү күчөтүү жана целлюлоза эфирлерин кагаз өндүрүшүндө колдонуу боюнча теориялык изилдөөлөрдү күчөтүү.