Eter celuloz në industrinë e letrës

Ky punim prezanton llojet, metodat e përgatitjes, karakteristikat e performancës dhe statusin e aplikimit të etereve të celulozës në industrinë e prodhimit të letrës, parashtron disa varietete të reja të etereve të celulozës me perspektiva zhvillimi dhe diskuton aplikimin e tyre dhe tendencën e zhvillimit në prodhimin e letrës.

Fjalët kyçe:eter celuloze; performanca; industria e letrës

Celuloza është një përbërës polimer natyral, struktura e saj kimike është një makromolekulë polisakaride me anhidërβ-glukoza si unazë bazë, dhe çdo unazë bazë ka një grup hidroksil primar dhe një grup hidroksil sekondar. Nëpërmjet modifikimit të tij kimik, mund të përftohen një sërë derivatesh celuloze. Metoda e përgatitjes së eterit të celulozës është reagimi i celulozës me NaOH, më pas kryerja e reaksionit të eterifikimit me reaktantë të ndryshëm funksionalë si klorur metil, oksid etilen, oksid propileni etj., dhe më pas lani kripën e nënproduktit dhe pak natrium celulozë për të marrë produktin. Eteri i celulozës është një nga derivatet e rëndësishëm të celulozës, i cili mund të përdoret gjerësisht në mjekësi dhe higjienë, në industrinë kimike të përditshme, në prodhimin e letrës, në ushqim, mjekësi, ndërtim, materiale dhe industri të tjera. Vitet e fundit, vendet e huaja i kanë kushtuar një rëndësi të madhe kërkimit të tij dhe janë arritur shumë arritje në kërkimin bazë të aplikuar, efektet praktike të aplikuara dhe përgatitjen. Vitet e fundit, disa njerëz në Kinë kanë filluar gradualisht të përfshihen në hulumtimin e këtij aspekti dhe fillimisht kanë arritur disa rezultate në praktikën e prodhimit. Prandaj, zhvillimi dhe përdorimi i eterit të celulozës luan një rol shumë të rëndësishëm në përdorimin gjithëpërfshirës të burimeve biologjike të rinovueshme dhe në përmirësimin e cilësisë dhe performancës së letrës. Është një lloj i ri aditivësh për prodhimin e letrës që ia vlen të zhvillohet.

1. Klasifikimi dhe metodat e përgatitjes së etereve të celulozës

Klasifikimi i etereve celuloze ndahet ne pergjithesi ne 4 kategori sipas jonikitetit.

1.1 Eter celuloz jooninik

Eteri celuloz jo-jonik është kryesisht alkil eter celuloz, dhe metoda e përgatitjes së tij është të reagojë celulozën me NaOH, dhe më pas të kryejë reaksionin e eterifikimit me monomerë të ndryshëm funksionalë si monoklormetani, oksid etilen, oksid propileni etj., dhe më pas merret me larje. Nënprodukti kripë dhe celulozë natriumi, kryesisht duke përfshirë eterin metil celulozë, metil hidroksietil eter celulozë, metil hidroksipropil celulozë eter, eter hidroksietil celulozë, cianoetil celulozë eter dhe eter hidroksibutil celulozë përdoren gjerësisht.

1.2 Eter celuloz anionik

Eteret anionike të celulozës janë kryesisht karboksimetil celulozë natriumi dhe celulozë karboksimetil natriumi hidroksietil. Metoda e përgatitjes është reagimi i celulozës me NaOH dhe më pas kryerja e eterit me acid kloroacetik, oksid etilen dhe oksid propileni. Reaksion kimik, dhe më pas merret duke larë nënproduktin kripë dhe celulozë natriumi.

1.3 Eter celuloz kationik

Kationike eteret e celulozës përfshijnë kryesisht 3-kloro-2-hidroksipropiltrimetilamoniumi eter celulozë, i cili përgatitet duke reaguar celulozën me NaOH dhe më pas duke reaguar me agjentin eterifikues kationik 3-kloro-2-hidroksipropil trimetil amonium klorid dhe etilen eter. dhe më pas përftohet duke larë nënproduktin kripë dhe celulozë natriumi.

1.4 Eter celuloz zwiterionic

Zinxhiri molekular i eterit celuloz zwiterionik ka si grupe anionike ashtu edhe grupe kationike. Metoda e përgatitjes së tij është të reagojë celulozën me NaOH dhe më pas të reagojë me acid monokloroacetik dhe agjent eterifikimi kationik. 3-kloro-2-hidroksipropil klorur trimetilamoniumi eterifikohet, dhe më pas përftohet duke larë kripën e nënproduktit dhe celulozën e natriumit.

2. Performanca dhe karakteristikat e eterit celuloz

2.1 Formimi dhe ngjitja e filmit

Eterifikimi i eterit të celulozës ka një ndikim të madh në karakteristikat dhe vetitë e tij, të tilla si tretshmëria, aftësia për të formuar film, forca e lidhjes dhe rezistenca ndaj kripës. Eteri i celulozës ka forcë të lartë mekanike, fleksibilitet, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj të ftohtit, dhe ka përputhshmëri të mirë me rrëshira dhe plastifikues të ndryshëm, dhe mund të përdoret për të bërë plastikë, filma, llaqe, ngjitës, latex dhe materiale për veshjen e drogës, etj.

2.2 Tretshmëria

Eteri i celulozës ka tretshmëri të mirë në ujë për shkak të ekzistencës së grupeve polihidroksile dhe ka selektivitet të ndryshëm tretës për tretësit organikë sipas zëvendësuesve të ndryshëm. Metilceluloza është e tretshme në ujë të ftohtë, e patretshme në ujë të nxehtë dhe gjithashtu e tretshme në disa tretës; metil hidroksietil celuloza është e tretshme në ujë të ftohtë, e patretshme në ujë të nxehtë dhe tretës organikë. Megjithatë, kur tretësira ujore e metilcelulozës dhe metilhidroksietilcelulozës nxehet, metilceluloza dhe metilhidroksietilceluloza do të precipitojnë. Celuloza metil precipitohet në 45-60°C, ndërsa temperatura e precipitimit të celulozës metil hidroksietil të përzier eterifikuar është rritur në 65-80°C. Kur temperatura ulet, precipitati rishpërndahet. Hidroksietilceluloza dhe natriumi karboksimetilceluloza janë të tretshme në ujë në çdo temperaturë dhe të patretshme në tretës organikë (me disa përjashtime). Duke shfrytëzuar këtë veti, mund të përgatiten repelantë të ndryshëm vaji dhe materiale filmike të tretshme.

2.3 Trashje

Eteri i celulozës shpërndahet në ujë në formën e koloidit, viskoziteti i tij varet nga shkalla e polimerizimit të eterit të celulozës dhe tretësira përmban makromolekula të hidratuara. Për shkak të ngatërrimit të makromolekulave, sjellja rrjedhëse e tretësirave ndryshon nga ajo e lëngjeve të Njutonit, por shfaq një sjellje që ndryshon me forcën prerëse. Për shkak të strukturës makromolekulare të eterit të celulozës, viskoziteti i tretësirës rritet me shpejtësi me rritjen e përqendrimit dhe zvogëlohet me shpejtësi me rritjen e temperaturës. Sipas karakteristikave të saj, eteret e celulozës si celuloza karboksimetil dhe celuloza hidroksietil mund të përdoren si trashës për kimikatet e përditshme, agjentë që mbajnë ujin për veshjet e letrës dhe trashës për veshjet arkitekturore.

2.4 Degradueshmëria

Kur eteri i celulozës shpërndahet në fazën e ujit, bakteret do të rriten dhe rritja e baktereve do të çojë në prodhimin e baktereve enzimë. Enzima thyen lidhjet e pazëvendësuara të njësisë së anhidroglukozës ngjitur me eterin e celulozës, duke reduktuar peshën molekulare relative të polimerit. Prandaj, nëse tretësira ujore e eterit të celulozës do të ruhet për një kohë të gjatë, duhet t'i shtohen konservues dhe duhet të merren masa të caktuara antiseptike edhe për eterët e celulozës me veti antibakteriale.

3. Aplikimi i eterit celuloz në industrinë e letrës

3.1 Agjent forcues letre

Për shembull, CMC mund të përdoret si një shpërndarës i fibrave dhe një agjent forcues letre, i cili mund të shtohet në tul. Meqenëse celuloza e karboksimetil natriumit ka të njëjtën ngarkesë si grimcat e pulpës dhe mbushësit, ajo mund të rrisë njëtrajtshmërinë e fibrës. Efekti i lidhjes midis fibrave mund të përmirësohet dhe mund të përmirësohen treguesit fizikë si forca në tërheqje, forca në plasje dhe njëtrajtshmëria e letrës së letrës. Për shembull, Longzhu dhe të tjerët përdorin 100% tul druri sulfit të zbardhur, 20% pluhur talk, 1% ngjitës kolofon të shpërndarë, rregullojnë vlerën e pH në 4.5 me sulfat alumini dhe përdorin CMC me viskozitet më të lartë (viskoziteti 800~1200MPA.S shkalla e shkallës S) e zëvendësimit është 0.6. Mund të shihet se CMC mund të përmirësojë forcën e thatë të letrës dhe gjithashtu të përmirësojë shkallën e madhësisë së saj.

3.2 Agjent për përmasat e sipërfaqes

Natriumi karboksimetil celuloza mund të përdoret si një agjent për përmasat e sipërfaqes së letrës për të përmirësuar forcën e sipërfaqes së letrës. Efekti i tij i aplikimit mund të rrisë forcën e sipërfaqes me rreth 10% krahasuar me përdorimin aktual të alkoolit polivinil dhe agjentit të modifikuar të madhësisë së niseshtës, dhe doza mund të reduktohet me rreth 30%. Është një agjent shumë premtues për madhësinë e sipërfaqes për prodhimin e letrës dhe kjo seri varietetesh të reja duhet të zhvillohet në mënyrë aktive. Eteri kationik i celulozës ka performancë më të mirë të përmasave të sipërfaqes sesa niseshteja kationike. Ai jo vetëm që mund të përmirësojë forcën e sipërfaqes së letrës, por gjithashtu përmirëson performancën e thithjes së bojës së letrës dhe rrit efektin e ngjyrosjes. Është gjithashtu një agjent premtues për përmasat e sipërfaqeve. Mo Lihuan dhe të tjerët përdorën celulozë natriumi karboksimetil dhe niseshte të oksiduar për të kryer teste të madhësisë së sipërfaqes në letër dhe karton. Rezultatet tregojnë se CMC ka një efekt ideal të madhësisë së sipërfaqes.

Natriumi metil karboksimetil celulozë ka një performancë të caktuar të përmasave, dhe natriumi karboksimetil celulozë mund të përdoret si një agjent për matjen e pulpës. Përveç shkallës së vet të madhësisë, eteri kationik i celulozës mund të përdoret gjithashtu si një filtër ndihmës për mbajtjen e letrës, përmirëson shkallën e mbajtjes së fibrave dhe mbushësve të imët dhe mund të përdoret gjithashtu si një agjent forcues letre.

3.3 Stabilizues emulsioni

Eteri i celulozës përdoret gjerësisht në përgatitjen e emulsionit për shkak të efektit të tij të mirë trashjeje në tretësirën ujore, e cila mund të rrisë viskozitetin e mediumit të shpërndarjes së emulsionit dhe të parandalojë precipitimin dhe shtresimin e emulsionit. Të tilla si karboksimetil celuloza natriumi, eteri hidroksietil celulozë, eteri hidroksipropil celulozë, etj. mund të përdoren si stabilizues dhe agjentë mbrojtës për çamçakëzin e shpërndarë anionik të kolofonit, eterin celulozë kationik, eterin hidroksietil celulozë, eterin hidroksipropil celulozë etileteroqelizë, etj. eteri, etj. mund të përdoren gjithashtu si agjentë mbrojtës për çamçakëzin e kolofonit shpërndarës kationik, AKD, ASA dhe agjentë të tjerë të përmasave. Longzhu et al. përdori 100% tul druri sulfit të zbardhur, 20% pluhur talk, 1% ngjitës kolofon të shpërndarë, rregulloi vlerën e pH në 4.5 me sulfat alumini dhe përdori CMC me viskozitet më të lartë (viskoziteti 800~12000MPA.S). Shkalla e zëvendësimit është 0.6, dhe përdoret për përmasat e brendshme. Nga rezultatet mund të shihet se shkalla e madhësisë së gomës së kolofonit që përmban CMC është përmirësuar dukshëm, dhe qëndrueshmëria e emulsionit të kolofonit është e mirë, dhe shkalla e mbajtjes së materialit të gomës është gjithashtu e lartë.

3.4 Veshje për mbajtjen e ujit

Përdoret për veshjen dhe përpunimin e lidhësit të veshjes së letrës, cianoetil celuloza, hidroksietil celuloza, etj. mund të zëvendësojnë kazeinën dhe një pjesë të lateksit, në mënyrë që boja e printimit të mund të depërtojë lehtësisht dhe skajet të jenë të qarta. Celuloza karboksimetil dhe eteri hidroksietil karboksimetil celulozë mund të përdoren si shpërndarës pigmenti, trashës, agjent për mbajtjen e ujit dhe stabilizues. Për shembull, sasia e celulozës karboksimetil që përdoret si agjent që mban ujin në përgatitjen e veshjeve të letrës së veshur është 1-2%.

4. Trendi i zhvillimit të eterit celuloz të përdorur në industrinë e letrës

Përdorimi i modifikimit kimik për të marrë derivatet e celulozës me funksione të veçanta është një mënyrë efektive për të kërkuar përdorime të reja të rendimentit më të madh në botë të lëndës organike natyrore - celulozës. Ka shumë lloje të derivateve të celulozës dhe funksione të gjera, dhe eteret e celulozës janë aplikuar në shumë industri për shkak të performancës së tyre të shkëlqyer. Për të përmbushur nevojat e industrisë së letrës, zhvillimi i eterit të celulozës duhet t'i kushtojë vëmendje tendencave të mëposhtme:

(1) Zhvilloni produkte të ndryshme të specifikimeve të etereve të celulozës të përshtatshme për aplikime në industrinë e letrës, të tilla si produkte seri me shkallë të ndryshme zëvendësimi, viskozitete të ndryshme dhe masa të ndryshme molekulare relative, për përzgjedhje në prodhimin e varieteteve të ndryshme të letrës.

(2) Zhvillimi i varieteteve të reja të etereve të celulozës duhet të rritet, të tilla si eteret kationike të celulozës të përshtatshme për mbajtjen dhe kullimin e letrës, agjentët për përmasat e sipërfaqes dhe eteret e celulozës zwitterionike që mund të përdoren si agjentë përforcues për të zëvendësuar lateksin e celulozës cianoetile të veshjes. dhe të ngjashme si lidhës.

(3) Të forcohet kërkimi mbi procesin e përgatitjes së eterit të celulozës dhe metodës së re të përgatitjes së tij, veçanërisht kërkimi për uljen e kostos dhe thjeshtimin e procesit.

(4) Të forcohet kërkimi mbi vetitë e etereve të celulozës, veçanërisht vetitë e formimit të filmit, vetitë lidhëse dhe vetitë e trashjes së eterëve të ndryshëm të celulozës dhe të forcohet kërkimi teorik mbi aplikimin e etereve të celulozës në prodhimin e letrës.