Целулозниот етер во индустријата за хартија

Овој труд ги воведува типовите, методите на подготовка, карактеристиките на изведбата и статусот на примена на целулозните етери во индустријата за производство на хартија, изнесува некои нови сорти на целулозни етери со изгледи за развој и дискутира за нивната примена и развојниот тренд во производството на хартија.

Клучни зборови:целулоза етер; перформанси; индустријата за хартија

Целулозата е природно полимерно соединение, неговата хемиска структура е полисахарид макромолекула со безводенβ-гликоза како основен прстен, а секој основен прстен има примарна хидроксилна група и секундарна хидроксилна група. Преку неговата хемиска модификација може да се добијат низа деривати на целулоза. Методот на подготовка на целулозниот етер е да се реагира целулоза со NaOH, потоа да се спроведе реакција на етерификација со различни функционални реактанти како метил хлорид, етилен оксид, пропилен оксид итн., а потоа да се измие солта на нуспроизводот и малку целулоза натриум за да се добие производот. Целулозниот етер е еден од важните деривати на целулозата, кој може широко да се користи во медицината и хигиената, секојдневната хемиска индустрија, производството на хартија, храната, медицината, градежништвото, материјалите и другите индустрии. Во последните години, странските земји му придаваат големо значење на неговото истражување, а постигнати се многу достигнувања во применетите основни истражувања, применетите практични ефекти и подготовката. Во последниве години, некои луѓе во Кина постепено почнаа да се вклучуваат во истражувањето на овој аспект и првично постигнаа некои резултати во производствената практика. Затоа, развојот и користењето на целулозниот етер игра многу важна улога во сеопфатното искористување на обновливите биолошки ресурси и подобрувањето на квалитетот и перформансите на хартијата. Тоа е нов вид адитиви за производство на хартија што вреди да се развие.

1. Класификација и методи на подготовка на целулозни етери

Класификацијата на целулозните етери генерално е поделена во 4 категории според јоноста.

1.1 Нејонски целулозен етер

Нејонскиот целулзен етер е главно целулозен алкил етер, а неговиот метод на подготовка е да реагира целулоза со NaOH, а потоа да се спроведе реакција на етерификација со различни функционални мономери како што се монохлорометан, етилен оксид, пропилен оксид итн., а потоа се добива со миење нус-производ сол и целулоза натриум, главно вклучувајќи метил целулоза етер, метил хидроксиетил целулоза етер, метил хидроксипропил целулоза етер, хидроксиетил целулоза етер, цијаноетил целулоза етер и хидроксибутил целулоза етер се широко користени.

1.2 Анјонски целулзен етер

Етери од анјонска целулоза се главно натриум карбоксиметил целулоза и натриум карбоксиметил хидроксиетил целулоза. Методот на подготовка е да се реагира целулоза со NaOH и потоа да се спроведе етер со хлорооцетна киселина, етилен оксид и пропилен оксид. Хемиска реакција, а потоа се добива со миење на нуспроизвод сол и натриум целулоза.

1.3 Катјонски целулозен етер

катјонски целулозните етери главно вклучуваат 3-хлоро-2-хидроксипропилтриметиламониум хлорид целулоза етер, кој се подготвува со реакција на целулоза со NaOH и потоа реагирање со катјонски етерифицирачки агенс 3-хлоро-2-хидроксипропил Триметил амониум хлорид и пропилен етер. а потоа се добива со миење на нуспроизводот сол и натриум целулоза.

1.4 Цвитерионски целулозен етер

Молекуларниот синџир на цвитерионски целулозен етер има и анјонски и катјонски групи. Нејзиниот метод на подготовка е да реагира целулоза со NaOH, а потоа да реагира со монохлороцетна киселина и катјонски етерифицирачки агенс.

2. Перформанси и карактеристики на целулозниот етер

2.1 Формирање филм и адхезија

Етерификацијата на целулозниот етер има големо влијание врз неговите карактеристики и својства, како што се растворливост, способност за формирање филм, јачина на врската и отпорност на сол. Целулозниот етер има висока механичка сила, флексибилност, отпорност на топлина и ладно отпор, и има добра компатибилност со разни смоли и пластификатори и може да се користи за производство на пластика, филмови, лакови, лепила, латекс и материјали за обложување лекови итн.

2.2 Растворливост

Целулозниот етер има добра растворливост во вода поради постоењето на полихидроксилни групи и има различна селективност на растворувачи за органски растворувачи според различни супституенти. Метилцелулозата е растворлива во ладна вода, нерастворлива во топла вода, а исто така растворлива во некои растворувачи; метил хидроксиетил целулоза е растворлив во ладна вода, нерастворлив во топла вода и органски растворувачи. Меѓутоа, кога водениот раствор на метилцелулоза и метилхидроксиетилцелулоза се загрева, метилцелулозата и метилхидроксиетилцелулозата ќе таложат. Метил целулозата се таложи на 45-60 степени°C, додека температурата на врнежите на мешаната етерифицирана метил хидроксиетил целулоза е зголемена на 65-80°В. Кога температурата е намалена, талогот повторно се раствора. Хидроксиетилцелулозата и натриум карбоксиметилцелулозата се растворливи во вода на која било температура и нерастворливи во органски растворувачи (со неколку исклучоци). Користејќи го ова својство, може да се подготват разни маслени репеленти и растворливи филмски материјали.

2.3 Задебелување

Целулозниот етер се раствора во вода во форма на колоид, неговата вискозност зависи од степенот на полимеризација на целулозниот етер, а растворот содржи хидрирани макромолекули. Поради заплеткувањето на макромолекулите, течечкото однесување на растворите се разликува од она на Њутновите течности, но покажува однесување кое се менува со силата на смолкнување. Поради макромолекуларната структура на целулозниот етер, вискозноста на растворот брзо се зголемува со зголемувањето на концентрацијата и брзо се намалува со зголемувањето на температурата. Според неговите карактеристики, целулозните етери како што се карбоксиметил целулоза и хидроксиетил целулоза може да се користат како згуснувачи за дневни хемикалии, средства за задржување вода за облоги од хартија и згуснувачи за архитектонски облоги.

2.4 Разградливост

Кога целулозниот етер се раствора во водена фаза, бактериите ќе растат, а растот на бактериите ќе доведе до производство на ензимски бактерии. Ензимот ги раскинува несупституираните единечни врски на анхидроглукоза во непосредна близина на целулозниот етер, намалувајќи ја релативната молекуларна тежина на полимерот. Затоа, ако водениот раствор на целулозниот етер треба да се чува долго време, мора да се додадат конзерванси и да се преземат одредени антисептички мерки дури и за целулозните етери со антибактериски својства.

3. Примена на целулозниот етер во индустријата за хартија

3.1 Средство за зајакнување на хартијата

На пример, CMC може да се користи како распрскувач на влакна и средство за зајакнување на хартијата, кое може да се додаде во пулпата. Бидејќи натриум карбоксиметил целулозата го има истото полнење како пулпата и честичките за полнење, може да ја зголеми рамномерноста на влакната. Ефектот на врзување помеѓу влакната може да се подобри, а физичките индикатори како што се цврстина на истегнување, цврстина на пукање и рамномерност на хартијата на хартијата може да се подобрат. На пример, Longzhu и други користат 100% изветвена сулфитна дрвна маса, 20% талк во прав, 1% дисперзиран лепак за колофон, ја прилагодуваат pH вредноста на 4,5 со алуминиум сулфат и користат CMC со поголем вискозитет (вискозитет 800~1200MPA.S) на замена е 0,6. Може да се види дека CMC може да ја подобри јачината на сувоста на хартијата и исто така да го подобри нејзиниот степен на големина.

3.2 Средство за димензионирање на површината

Натриум карбоксиметил целулоза може да се користи како средство за големината на површината на хартијата за да се подобри јачината на површината на хартијата. Нејзиниот ефект на примена може да ја зголеми јачината на површината за околу 10% во споредба со сегашната употреба на поливинил алкохол и модифицирано средство за одредување на големината на скроб, а дозата може да се намали за околу 30%. Тоа е многу ветувачки агенс за големината на површината за производство на хартија, и оваа серија на нови сорти треба активно да се развива. Катјонскиот целулзен етер има подобри перформанси за одредување на големината на површината од катјонскиот скроб. Тоа не само што може да ја подобри јачината на површината на хартијата, туку и да ги подобри перформансите на апсорпција на мастилото на хартијата и да го зголеми ефектот на боење. Тоа е исто така ветувачки агенс за големината на површината. Мо Лихуан и други користеле натриум карбоксиметил целулоза и оксидиран скроб за да спроведат тестови за големината на површината на хартија и картон. Резултатите покажуваат дека CMC има идеален ефект на големината на површината.

Метил карбоксиметил целулоза натриум има одредени перформанси на димензионирање, а карбоксиметил целулоза натриум може да се користи како средство за димензионирање на пулпата. Покрај сопствениот степен на димензионирање, катјонскиот целулозен етер може да се користи и како помошен филтер за задржување на производството на хартија, да ја подобри стапката на задржување на фините влакна и полнила, а може да се користи и како средство за зајакнување на хартијата.

3.3 Стабилизатор на емулзија

Целулозниот етер е широко користен во подготовката на емулзијата поради неговиот добар ефект на згуснување во воден раствор, што може да ја зголеми вискозноста на медиумот за дисперзија на емулзијата и да спречи таложење и стратификација на емулзијата. Како што се натриум карбоксиметил целулоза, хидроксиетил целулоза етер, хидроксипропил целулоза етер, итн. може да се користат како стабилизатори и заштитни средства за анјонска дисперзирана гума од колофон, катјонски целулоза етер, хидроксиетил целулоза етер, хидроксипропил целулоза етер, метилцелулозен етер, итн. етер, итн., исто така, може да се користат како заштитни средства за катјонски дисперзно џвакање од колофон, AKD, ASA и други средства за димензионирање. Лонгжу и сор. користеше 100% избелена сулфитна дрвна маса, 20% талк во прав, 1% дисперзиран лепак за колофон, ја прилагоди pH вредноста на 4,5 со алуминиум сулфат и користеше CMC со поголем вискозитет (вискозитет 800~12000MPA.S). Степенот на замена е 0,6, а се користи за внатрешно димензионирање. Од резултатите може да се види дека степенот на големината на гумата од колофон што содржи CMC е очигледно подобрен, а стабилноста на емулзијата од колофон е добра, а стапката на задржување на гумениот материјал е исто така висока.

3.4 Средство за задржување вода за обложување

Се користи за обложување и обработка на врзивно средство за обложување на хартија, цијаноетил целулоза, хидроксиетил целулоза итн. може да го замени казеинот и дел од латекс, така што мастилото за печатење може лесно да навлезе и рабовите да бидат јасни. Карбоксиметил целулоза и хидроксиетил карбоксиметил целулоз етер може да се користат како дисперзант на пигмент, згуснувач, средство за задржување вода и стабилизатор. На пример, количеството на карбоксиметил целулоза што се користи како средство за задржување вода при подготовката на обложени хартиени облоги е 1-2%.

4. Тренд на развој на целулозниот етер што се користи во индустријата за хартија

Употребата на хемиска модификација за добивање деривати на целулоза со посебни функции е ефикасен начин да се бараат нови употреби на најголемиот принос во светот на природна органска материја-целулоза. Постојат многу видови на деривати на целулоза и широки функции, а целулозните етери се применуваат во многу индустрии поради нивните одлични перформанси. Со цел да се задоволат потребите на индустријата за хартија, развојот на целулозниот етер треба да обрне внимание на следните трендови:

(1) Развивање на различни спецификациски производи на целулозни етери погодни за апликации во индустријата за хартија, како што се сериски производи со различни степени на замена, различни вискозитети и различни релативни молекуларни маси, за избор во производството на различни сорти хартија.

(2) Развојот на нови сорти на целулозни етери треба да се зголеми, како што се катјонски целулозни етери погодни за помагала за задржување и одводнување при производство на хартија, средства за димензионирање на површината и цвитерионски целулозни етери кои може да се користат како средства за зајакнување за замена на латекс за обложување цијаноетил целулоза етер и слично како врзивно средство.

(3) Да се ​​зајакне истражувањето за процесот на подготовка на целулозниот етер и неговиот нов метод на подготовка, особено истражувањето за намалување на трошоците и поедноставување на процесот.

(4) Зајакнување на истражувањето за својствата на целулозните етери, особено својствата за формирање филм, својствата на врзување и задебелување на различните целулозни етери и зајакнување на теоретските истражувања за примената на целулозните етери во производството на хартија.