Sodík CMC používaný v papierenskom priemysle

Sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC) je všestranná prísada s početnými aplikáciami v rôznych priemyselných odvetviach vrátane papierenského priemyslu. Jeho jedinečné vlastnosti a funkcie z neho robia nenahraditeľnú súčasť v procesoch výroby papiera, ktorá prispieva ku kvalite, výkonu a udržateľnosti výrobkov z papiera a lepenky. V tejto komplexnej príručke preskúmame úlohu sodíka CMC v papierenskom priemysle vrátane jeho funkcií, výhod, aplikácií a vplyvu, ktorý má na výrobu a vlastnosti papiera.

Úvod do sodnej soli karboxymetylcelulózy (CMC):

Sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC) je vo vode rozpustný polymér odvodený od celulózy, prírodného polysacharidu nachádzajúceho sa v stenách rastlinných buniek. CMC sa vyrába úpravou celulózy hydroxidom sodným a kyselinou monochlóroctovou, výsledkom čoho je chemicky modifikovaná zlúčenina s jedinečnými vlastnosťami. CMC sa vyznačuje vysokou viskozitou, vynikajúcou retenciou vody, schopnosťou vytvárať film a kompatibilitou s inými materiálmi. Vďaka týmto vlastnostiam je CMC vhodná pre širokú škálu aplikácií v rôznych priemyselných odvetviach vrátane potravín, farmácie, kozmetiky, textilu a výroby papiera.

Prehľad procesu výroby papiera:

Predtým, ako sa ponoríme do špecifickej úlohy sodíka CMC pri výrobe papiera, stručne zopakujme proces výroby papiera. Výroba papiera zahŕňa niekoľko po sebe idúcich krokov, vrátane rozvlákňovania, formovania papiera, lisovania, sušenia a konečnej úpravy. Tu je prehľad každej fázy:

1. Buničina: Celulózové vlákna sa získavajú z dreva, recyklovaného papiera alebo iných surovín prostredníctvom mechanických alebo chemických procesov rozvlákňovania.
2. Tvorba papiera: Rozvlákňované vlákna sa suspendujú vo vode za vzniku vláknitej kaše alebo suspenzie známej ako buničina. Buničina sa potom ukladá na pohyblivú drôtenú sieť alebo tkaninu, kde voda odteká a zanecháva mokrý list papiera.
3. Lisovanie: Vlhký papierový list prechádza sériou lisovacích valcov, aby sa odstránila prebytočná voda a spevnili vlákna.
4. Sušenie: Zlisovaný hárok papiera sa suší teplom a/alebo vzduchom, aby sa odstránila zvyšná vlhkosť a papier sa spevnil.
5. Konečná úprava: Vysušený papier môže podstúpiť ďalšie procesy, ako je poťahovanie, kalandrovanie alebo rezanie, aby sa dosiahli požadované vlastnosti a špecifikácie.

Úloha karboxymetylcelulózy sodnej (CMC) pri výrobe papiera:

Teraz sa pozrime na špecifické funkcie a výhody sodíka CMC v rôznych fázach procesu výroby papiera:

1. Retenčná a drenážna pomôcka:

Jednou z primárnych funkcií sodíka CMC pri výrobe papiera je jeho úloha ako retenčného a odvodňovacieho prostriedku. Tu je návod, ako sodík CMC prispieva k tomuto aspektu:

• Retenčný prostriedok: Sodík CMC pôsobí ako retenčný prostriedok tým, že zlepšuje zadržiavanie jemných vlákien, plnív a prísad v papierovej buničine. Jeho vysoká molekulová hmotnosť a hydrofilný charakter mu umožňujú adsorbovať sa na povrchy celulózových vlákien a koloidných častíc, čím sa zvyšuje ich retencia v papierovom hárku počas vytvárania.
• Drenážna pomôcka: Sodík CMC tiež slúži ako drenážna pomôcka tým, že zlepšuje rýchlosť odvádzania vody z papieroviny. Pomáha vytvárať otvorenejšiu a poréznejšiu štruktúru papiera, čo umožňuje efektívnejšie odvádzanie vody cez drôtené pletivo alebo tkaninu počas tvorby papiera. Výsledkom je rýchlejšie odvodnenie, znížená spotreba energie a lepšia efektivita stroja v procese výroby papiera.

2. Sila a spojivo:

Sodná soľ CMC funguje ako sila a spojivo pri výrobe papiera, pričom zabezpečuje súdržnosť a integritu listu papiera. Tu je návod, ako zvyšuje pevnosť papiera:

• Vnútorná väzba: Sodík CMC tvorí vodíkové väzby s celulózovými vláknami, časticami plniva a ďalšími zložkami v papierovej buničine. Tieto väzby pomáhajú spevniť papierovú matricu a zlepšujú vzájomné spojenie vlákien, čo vedie k vyššej pevnosti v ťahu, roztrhnutí a pevnosti v konečnom papieri.
• Väzba vlákien: Sodík CMC pôsobí ako spojivo vlákien, podporuje adhéziu medzi jednotlivými celulózovými vláknami a bráni ich rozpadu alebo oddeleniu počas tvorby papiera a následných spracovateľských krokov. To zlepšuje štrukturálnu integritu a rozmerovú stabilitu papiera, čím sa znižuje riziko roztrhnutia, chlpenia alebo zaprášenia.

3. Veľkosť a povrchová úprava:

Sodík CMC sa používa v prípravkoch na glejenie a nátery na zlepšenie povrchových vlastností a potlačiteľnosti papiera. Tu je návod, ako zlepšuje kvalitu povrchu papiera:

• Povrchové glejenie: Sodík CMC sa používa ako činidlo na glejenie povrchu na zvýšenie pevnosti povrchu, hladkosti a vnímavosti papiera. Vytvára tenký rovnomerný film na povrchu listu papiera, čím sa znižuje pórovitosť a zlepšuje sa rovnomernosť povrchu. To umožňuje lepšiu výdrž atramentu, ostrejšiu kvalitu tlače a znížené odlupovanie alebo krvácanie tlačených obrázkov a textu.
• Poťahové spojivo: Sodné CMC slúži ako spojivo vo formuláciách na poťahovanie papiera, ktoré sa nanášajú na povrch papiera na dosiahnutie špecifických funkčných alebo estetických vlastností. Pomáha viazať pigmentové častice, plnivá a ďalšie zložky náteru na povrch papiera, čím vytvára hladký, lesklý alebo matný povrch. Nátery na báze CMC zlepšujú optické vlastnosti, povrchový lesk a potlačiteľnosť papiera, vďaka čomu je vhodný pre vysokokvalitné tlačové a baliace aplikácie.

4. Retenčná pomoc:

Sodík CMC funguje ako retenčná pomôcka v procese výroby papiera, zlepšuje zadržiavanie jemných častíc, vlákien a prísad v papierovej buničine. Jeho vysoká molekulová hmotnosť a vo vode rozpustný charakter mu umožňujú adsorbovať sa na povrchy celulózových vlákien a koloidných častíc, čím sa zvyšuje ich retencia v papierovom hárku počas vytvárania. To vedie k zlepšeniu formovania, rovnomernosti a pevnostných vlastností hotového papiera.

5. Kontrola reologických vlastností:

Sodík CMC pomáha kontrolovať reologické vlastnosti papieroviny a náterov, čo umožňuje lepšiu spracovateľnosť a výkon. Tu je návod, ako ovplyvňuje reológiu:

• Kontrola viskozity: Sodík CMC pôsobí ako modifikátor viskozity, ktorý reguluje tokové správanie a konzistenciu papieroviny a náterových formulácií. Suspenziám dodáva pseudoplastické alebo šmykové riediace vlastnosti, čo znamená, že ich viskozita klesá pri šmykovom namáhaní (napríklad počas miešania alebo čerpania) a obnovuje sa, keď sú v pokoji. To uľahčuje manipuláciu, čerpanie a aplikáciu materiálov, zlepšuje efektivitu procesu a kvalitu produktu.
• Zahusťovadlo: Sodík CMC slúži ako zahusťovadlo v náteroch a prípravkoch papiera, zvyšuje ich viskozitu a zlepšuje ich stabilitu a pokrytie. Pomáha kontrolovať tok a ukladanie náterov na povrch papiera, čím zabezpečuje rovnomernú hrúbku a rozloženie. To zlepšuje optické vlastnosti, potlačiteľnosť a povrchovú úpravu papiera, vďaka čomu je vhodný pre rôzne tlačové a baliace aplikácie.

Aplikácia sodnej soli karboxymetylcelulózy (CMC) pri výrobe papiera:

Sodík CMC sa používa v rôznych aplikáciách výroby papiera v rôznych stupňoch a typoch papierových produktov. Niektoré bežné aplikácie zahŕňajú:

1. Tlačiarenské a písacie papiere: Sodná soľ CMC sa používa v prípravkoch na glejenie a poťahovanie povrchov na tlač a písanie papiera, vrátane kopírovacieho papiera, ofsetového papiera a natieranej lepenky. Zlepšuje možnosti tlače, výdrž atramentu a hladkosť povrchu, výsledkom čoho sú ostrejšie a živšie vytlačené obrázky a text.
2. Baliace papiere: Sodium CMC sa používa v baliacich papieroch a lepenkách, ako sú skladacie kartóny, vlnité škatule a papierové vrecká. Zlepšuje povrchovú pevnosť, tuhosť a povrchovú úpravu, čím zlepšuje vzhľad a výkon obalových materiálov.
3. Papierové vreckovky a uteráky: Sodík CMC sa pridáva do hodvábnych a uterákových papierov na zlepšenie pevnosti za mokra, mäkkosti a nasiakavosti. Zlepšuje integritu a trvanlivosť listu, čo umožňuje lepšie zadržiavanie vlhkosti a odolnosť proti roztrhnutiu v hodvábnych výrobkoch.
4. Špeciálne papiere: Sodium CMC nachádza uplatnenie v špeciálnych papieroch, ako sú snímateľné fólie, termálne papiere a bezpečnostné papiere. Dodáva špecifické funkcie, ako sú uvoľňovacie vlastnosti, tepelná stabilita a ochrana proti falšovaniu, aby splnili požiadavky špecializovaných aplikácií.

Environmentálna udržateľnosť:

Jednou z kľúčových výhod sodíkového CMC pri výrobe papiera je jeho environmentálna udržateľnosť. Ako obnoviteľný, biologicky odbúrateľný a netoxický materiál ponúka CMC ekologické alternatívy k syntetickým prísadám a náterom v papierových výrobkoch. Jeho biologická odbúrateľnosť zabezpečuje minimálny dopad na životné prostredie a podporuje udržateľné lesnícke postupy a iniciatívy obehového hospodárstva v papierenskom priemysle.

záver:

Sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC) hrá dôležitú úlohu v papierenskom priemysle tým, že zvyšuje kvalitu, výkon a udržateľnosť výrobkov z papiera a lepenky. Jeho multifunkčné vlastnosti z neho robia všestranné aditívum na zlepšenie retencie, pevnosti, povrchových vlastností a spracovateľnosti v rôznych fázach procesu výroby papiera. Od tlačiarenských a baliacich papierov až po hodvábne a špeciálne papiere, sodík CMC nachádza rozmanité aplikácie v rôznych stupňoch a typoch papierových produktov, čím prispieva k pokroku v technológii výroby papiera a vývoju inovatívnych materiálov na báze papiera. Keďže dopyt po vysokokvalitných papierových produktoch šetrných k životnému prostrediu neustále rastie, sodíkový CMC zostáva cennou zložkou pri hľadaní udržateľnejších a zdrojovo efektívnejších postupov výroby papiera.