CMC de sódio usado na indústria de fabricação de papel

A carboximetilcelulose de sódio (CMC) é um aditivo versátil com inúmeras aplicações em diversos setores, incluindo a indústria de fabricação de papel. Suas propriedades e funcionalidades únicas o tornam um componente indispensável nos processos de fabricação de papel, contribuindo para a qualidade, desempenho e sustentabilidade dos produtos de papel e papelão. Neste guia abrangente, exploraremos o papel do CMC de sódio na indústria de fabricação de papel, incluindo suas funções, benefícios, aplicações e o impacto que tem na produção e nas propriedades do papel.

Introdução à Carboximetilcelulose de Sódio (CMC):

A carboximetilcelulose de sódio (CMC) é um polímero solúvel em água derivado da celulose, um polissacarídeo natural encontrado nas paredes celulares das plantas. O CMC é produzido pelo tratamento da celulose com hidróxido de sódio e ácido monocloroacético, resultando em um composto quimicamente modificado com propriedades únicas. O CMC é caracterizado por sua alta viscosidade, excelente retenção de água, capacidade de formação de filme e compatibilidade com outros materiais. Essas propriedades tornam o CMC adequado para uma ampla gama de aplicações em vários setores, incluindo alimentos, produtos farmacêuticos, cosméticos, têxteis e fabricação de papel.

Visão geral do processo de fabricação de papel:

Antes de nos aprofundarmos no papel específico do CMC de sódio na fabricação de papel, vamos revisar brevemente o processo de fabricação de papel. A fabricação de papel envolve várias etapas sequenciais, incluindo polpação, formação de papel, prensagem, secagem e acabamento. Aqui está uma visão geral de cada etapa:

1. Polpação: As fibras celulósicas são extraídas de madeira, papel reciclado ou outras matérias-primas por meio de processos de polpação mecânica ou química.
2. Formação de papel: As fibras despolpadas são suspensas em água para formar uma pasta ou suspensão fibrosa conhecida como polpa. A polpa é então depositada sobre uma tela de arame ou tecido móvel, onde a água escoa, deixando para trás uma folha de papel úmida.
3. Prensagem: A folha de papel úmida passa por uma série de rolos de prensagem para retirar o excesso de água e consolidar as fibras.
4. Secagem: A folha de papel prensado é seca usando calor e/ou ar para remover a umidade restante e fortalecer o papel.
5. Acabamento: O papel seco pode passar por processos adicionais, como revestimento, calandragem ou corte, para atingir as propriedades e especificações desejadas.

Papel da Carboximetilcelulose de Sódio (CMC) na fabricação de papel:

Agora, vamos explorar as funções e benefícios específicos do CMC de sódio nas diversas etapas do processo de fabricação de papel:

1. Auxílio à Retenção e Drenagem:

Uma das principais funções do CMC sódico na fabricação de papel é seu papel como auxiliar de retenção e drenagem. Veja como o CMC sódico contribui para esse aspecto:

• Auxiliar de retenção: O CMC de sódio atua como auxiliar de retenção, melhorando a retenção de fibras finas, cargas e aditivos na polpa de papel. Seu alto peso molecular e natureza hidrofílica permitem sua adsorção nas superfícies das fibras de celulose e partículas coloidais, aumentando assim sua retenção na folha de papel durante a formação.
• Auxiliar de drenagem: O CMC de sódio também serve como auxiliar de drenagem, melhorando a taxa de drenagem da água da polpa de papel. Ajuda a criar uma estrutura de papel mais aberta e porosa, permitindo que a água escoe com mais eficiência através da tela de arame ou tecido durante a formação do papel. Isso resulta em desidratação mais rápida, redução no consumo de energia e maior eficiência da máquina no processo de fabricação de papel.

2. Força e Agente Aglutinante:

O CMC de sódio funciona como agente de resistência e ligação na fabricação de papel, proporcionando coesão e integridade à folha de papel. Veja como ele aumenta a resistência do papel:

• Ligação interna: O CMC de sódio forma ligações de hidrogênio com fibras de celulose, partículas de enchimento e outros componentes da polpa de papel. Essas ligações ajudam a fortalecer a matriz do papel e a melhorar a ligação entre fibras, resultando em maiores propriedades de resistência à tração, ao rasgo e à ruptura no papel acabado.
• Ligação de fibras: O CMC de sódio atua como um agente de ligação de fibras, promovendo a adesão entre fibras de celulose individuais e evitando sua desintegração ou separação durante a formação do papel e etapas subsequentes de processamento. Isso melhora a integridade estrutural e a estabilidade dimensional do papel, reduzindo o risco de rasgo, embaçamento ou poeira.

3. Dimensionamento e revestimento de superfície:

O CMC de sódio é usado em formulações de dimensionamento e revestimento de superfície para melhorar as propriedades da superfície e a capacidade de impressão do papel. Veja como ele melhora a qualidade da superfície do papel:

• Dimensionamento de superfície: O CMC de sódio é aplicado como agente de dimensionamento de superfície para aumentar a resistência superficial, suavidade e receptividade da tinta do papel. Forma uma película fina e uniforme na superfície da folha de papel, reduzindo a porosidade e melhorando a uniformidade da superfície. Isso permite melhor retenção de tinta, qualidade de impressão mais nítida e redução de enevoamento ou sangramento de imagens e textos impressos.
• Aglutinante de revestimento: O CMC de sódio serve como aglutinante em formulações de revestimento de papel, que são aplicadas à superfície do papel para obter propriedades funcionais ou estéticas específicas. Ajuda a ligar partículas de pigmento, enchimentos e outros ingredientes de revestimento à superfície do papel, formando um acabamento liso, brilhante ou fosco. Os revestimentos à base de CMC melhoram as propriedades ópticas, o brilho da superfície e a capacidade de impressão do papel, tornando-o adequado para aplicações de impressão e embalagem de alta qualidade.

4. Auxílio à Retenção:

O CMC de sódio funciona como auxiliar de retenção no processo de fabricação de papel, melhorando a retenção de partículas finas, fibras e aditivos na polpa de papel. Seu alto peso molecular e natureza solúvel em água permitem sua adsorção nas superfícies das fibras de celulose e partículas coloidais, aumentando assim sua retenção na folha de papel durante a formação. Isto leva a melhores propriedades de formação, uniformidade e resistência no papel acabado.

5. Controle de Propriedades Reológicas:

O CMC de sódio ajuda a controlar as propriedades reológicas da polpa de papel e dos revestimentos, permitindo melhor processabilidade e desempenho. Veja como isso influencia a reologia:

• Controle de viscosidade: O CMC de sódio atua como um modificador de viscosidade, regulando o comportamento do fluxo e a consistência da polpa de papel e das formulações de revestimento. Ele confere propriedades pseudoplásticas ou de afinamento às suspensões, o que significa que sua viscosidade diminui sob tensão de cisalhamento (como durante a mistura ou bombeamento) e se recupera quando em repouso. Isso facilita o manuseio, bombeamento e aplicação dos materiais, melhorando a eficiência do processo e a qualidade do produto.
• Agente Espessante: O CMC Sódico atua como agente espessante em revestimentos e formulações de papel, aumentando sua viscosidade e melhorando sua estabilidade e cobertura. Ajuda a controlar o fluxo e a deposição de revestimentos na superfície do papel, garantindo espessura e distribuição uniformes. Isso melhora as propriedades ópticas, a capacidade de impressão e o acabamento superficial do papel, tornando-o adequado para diversas aplicações de impressão e embalagem.

Aplicações de Carboximetilcelulose de Sódio (CMC) na fabricação de papel:

O CMC de sódio é usado em diversas aplicações de fabricação de papel em diferentes qualidades e tipos de produtos de papel. Algumas aplicações comuns incluem:

1. Papéis para impressão e escrita: O CMC de sódio é usado em formulações de colagem e revestimento de superfícies para papéis de impressão e escrita, incluindo papel de cópia, papel offset e papelão revestido. Ele melhora a capacidade de impressão, a resistência da tinta e a suavidade da superfície, resultando em imagens e textos impressos mais nítidos e vibrantes.
2. Papéis para embalagens: O CMC de sódio é empregado em papéis e cartões para embalagens, como caixas dobráveis, caixas de papelão ondulado e sacos de papel. Melhora a resistência superficial, a rigidez e o acabamento superficial, melhorando a aparência e o desempenho dos materiais de embalagem.
3. Lenços de papel e papéis toalha: CMC de sódio é adicionado a lenços de papel e papéis toalha para melhorar a resistência à umidade, maciez e absorção. Melhora a integridade e durabilidade da folha, permitindo melhor retenção de umidade e resistência ao rasgo em produtos de tecido.
4. Papéis Especiais: O CMC de Sódio encontra aplicações em papéis especiais, como revestimentos antiaderentes, papéis térmicos e papéis de segurança. Ele transmite funcionalidades específicas, como propriedades de liberação, estabilidade térmica e dissuasão de falsificações, para atender aos requisitos de aplicações especializadas.

Sustentabilidade Ambiental:

Um dos principais benefícios do CMC sódico na fabricação de papel é a sua sustentabilidade ambiental. Sendo um material renovável, biodegradável e não tóxico, o CMC oferece alternativas ecológicas aos aditivos e revestimentos sintéticos em produtos de papel. A sua biodegradabilidade garante um impacto ambiental mínimo e apoia práticas florestais sustentáveis ​​e iniciativas de economia circular na indústria do papel.

Conclusão:

A carboximetilcelulose de sódio (CMC) desempenha um papel vital na indústria de fabricação de papel, melhorando a qualidade, o desempenho e a sustentabilidade dos produtos de papel e papelão. Suas propriedades multifuncionais o tornam um aditivo versátil para melhorar a retenção, resistência, propriedades de superfície e processabilidade em diversas etapas do processo de fabricação de papel. Desde papéis de impressão e embalagem até papéis tissue e especiais, o CMC de sódio encontra diversas aplicações em diferentes qualidades e tipos de produtos de papel, contribuindo para o avanço da tecnologia de fabricação de papel e o desenvolvimento de materiais inovadores à base de papel. À medida que a procura por produtos de papel de alta qualidade e ecológicos continua a crescer, o CMC de sódio continua a ser um ingrediente valioso na busca por práticas de fabrico de papel mais sustentáveis ​​e eficientes em termos de recursos.