Карбоксиметилцеллюлоза CMC для покрытия бумаги

Карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ) представляет собой водорастворимый полимер, который широко используется в бумажной промышленности в качестве покрывающего агента. Основная функция КМЦ при нанесении покрытия на бумагу заключается в улучшении свойств поверхности бумаги, таких как яркость, гладкость и пригодность для печати. КМЦ — это природный и возобновляемый полимер, полученный из целлюлозы, что делает его экологически чистой альтернативой синтетическим покрытиям. В этой статье будут обсуждаться свойства и применение КМЦ в покрытии бумаги, а также его преимущества и ограничения.

Свойства КМЦ для покрытия бумаги

КМЦ представляет собой водорастворимый полимер, полученный из целлюлозы, которая является основным компонентом клеточных стенок растений. Карбоксиметильная группа (-CH2COOH) добавляется к основной цепи целлюлозы, чтобы сделать ее растворимой в воде и улучшить ее свойства в качестве покрывающего агента. Свойства КМЦ, которые делают ее подходящей для покрытия бумаги, включают ее высокую вязкость, высокую водоудерживающую способность и способность к образованию пленки.

Высокая вязкость: КМЦ имеет высокую вязкость в растворе, что делает ее эффективным загустителем и связующим веществом в составах покрытий для бумаги. Высокая вязкость КМЦ помогает улучшить однородность и стабильность слоя покрытия на поверхности бумаги.

Высокая водоудерживающая способность: КМЦ обладает высокой водоудерживающей способностью, что позволяет ей удерживать воду и предотвращать ее испарение в процессе нанесения покрытия. Высокая водоудерживающая способность КМЦ помогает улучшить смачивание и проникновение раствора покрытия в волокна бумаги, в результате чего слой покрытия становится более однородным и плотным.

Способность к образованию пленки: CMC обладает способностью образовывать пленку на поверхности бумаги, что помогает улучшить свойства поверхности бумаги, такие как яркость, гладкость и пригодность для печати. Пленкообразующая способность КМЦ объясняется ее высокой молекулярной массой и образованием водородных связей с целлюлозными волокнами.

Применение КМЦ в покрытии бумаги

КМЦ используется в различных приложениях для покрытия бумаги, в том числе:

Бумага с покрытием: КМЦ используется в качестве покрывающего агента при производстве бумаги с покрытием, которая представляет собой бумагу, на поверхность которой нанесен слой покрывающего материала для улучшения ее поверхностных свойств. Бумага с покрытием обычно используется для высококачественной печати, например журналов, каталогов и брошюр.

Упаковочная бумага: КМЦ используется в качестве покрытия при производстве упаковочной бумаги, которая используется для упаковки и транспортировки товаров. Покрытие упаковочной бумаги CMC помогает улучшить ее прочность, водостойкость и пригодность для печати.

Специальная бумага: КМЦ используется в качестве покрывающего вещества при производстве специальной бумаги, такой как обои, подарочная упаковка и декоративная бумага. Покрытие специальной бумаги КМЦ помогает улучшить ее эстетические свойства, такие как яркость, глянец и текстура.

Преимущества КМЦ в покрытии бумаги

Использование КМЦ в покрытии бумаги дает ряд преимуществ, в том числе:

Улучшенные свойства поверхности: CMC помогает улучшить свойства поверхности бумаги, такие как яркость, гладкость и пригодность для печати, что делает ее идеальной для высококачественной печати.

Экологичная альтернатива: КМЦ — это натуральный и возобновляемый полимер, полученный из целлюлозы, что делает его экологически чистой альтернативой синтетическим покрытиям.

Экономически эффективно: КМЦ является экономичной альтернативой другим покрывающим веществам, таким как поливиниловый спирт (ПВА), что делает его привлекательным вариантом для производителей бумаги.

Ограничения использования КМЦ в покрытии бумаги

Использование КМЦ для покрытия бумаги также имеет некоторые ограничения, в том числе:

Чувствительность к pH: КМЦ чувствительна к изменениям pH, что может повлиять на ее эффективность в качестве покрывающего агента.

Ограниченная растворимость: КМЦ имеет ограниченную растворимость в воде при низких температурах, что может ограничивать ее применение в некоторых процессах покрытия бумаги.

Совместимость с другими добавками: КМЦ может быть несовместима с некоторыми другими добавками, такими как крахмал или глина, что может повлиять на характеристики покровного слоя на поверхности бумаги.

Вариативность качества. Качество и характеристики КМЦ могут варьироваться в зависимости от источника целлюлозы, производственного процесса и степени замещения карбоксиметильной группы.

Требования к использованию КМЦ в покрытии бумаги

Чтобы обеспечить оптимальные характеристики КМЦ при нанесении покрытия на бумагу, необходимо соблюдать несколько требований, в том числе:

Степень замещения (DS): Степень замещения карбоксиметильной группы в основной цепи целлюлозы должна находиться в определенном диапазоне, обычно от 0,5 до 1,5. DS влияет на растворимость, вязкость и пленкообразующую способность КМЦ, а DS за пределами этого диапазона может привести к ухудшению характеристик покрытия.

Молекулярная масса: Молекулярная масса КМЦ должна находиться в определенном диапазоне, чтобы обеспечить оптимальные характеристики в качестве покрывающего агента. КМЦ с более высокой молекулярной массой имеет тенденцию иметь лучшие пленкообразующие свойства и более эффективно улучшает свойства поверхности бумаги.

pH: pH раствора покрытия должен поддерживаться в определенном диапазоне, чтобы обеспечить оптимальные характеристики КМЦ. Идеальный диапазон pH для КМЦ обычно составляет от 7,0 до 9,0, хотя он может варьироваться в зависимости от конкретного применения.

Условия смешивания: Условия смешивания раствора покрытия могут повлиять на эффективность КМЦ в качестве покрывающего агента. Скорость смешивания, температура и продолжительность должны быть оптимизированы для обеспечения оптимальной дисперсии и однородности раствора покрытия.

Заключение

Карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ) представляет собой водорастворимый полимер, который широко используется в бумажной промышленности в качестве покрывающего агента. КМЦ является экологически чистой и экономичной альтернативой синтетическим покрытиям и предлагает ряд преимуществ, включая улучшенные свойства поверхности и возможность печати. Однако использование КМЦ для покрытия бумаги также имеет некоторые ограничения, включая ее чувствительность к pH и ограниченную растворимость. Чтобы обеспечить оптимальные характеристики КМЦ при нанесении покрытия на бумагу, необходимо соблюдать определенные требования, включая степень замещения, молекулярную массу, pH и условия смешивания раствора покрытия.