Эфири целлюлоза дар саноати коғаз

Дар ин мақола намудҳо, усулҳои омодасозӣ, хусусиятҳо ва ҳолати татбиқи эфирҳои селлюлоза дар саноати коғазсозӣ муаррифӣ карда шуда, баъзе навъҳои нави эфирҳои селлюлоза бо дурнамои рушд пешниҳод карда шуда, татбиқ ва тамоюли рушди онҳо дар коғазсозӣ баррасӣ карда мешавад.

Калимаҳои калидӣ:эфири селлюлоза; иҷроиш; саноати когаз

Целлюлоза як пайвастагии полимерии табиӣ буда, сохтори химиявии он макромолекулаи полисахарид бо обӣ мебошад.β-глюкоза ҳамчун ҳалқаи асосӣ ва ҳар як ҳалқаи асосӣ як гурӯҳи гидроксилӣ ва як гурӯҳи дуюмдараҷа дорад. Тавассути дигаргунсозии химиявии он як силсила ҳосилаҳои селлюлоза ба даст овардан мумкин аст. Усули тайёр кардани эфири селлюлоза аз он иборат аст, ки селлюлоза бо NaOH реаксия карда, сипас бо реактивҳои гуногуни функсионалӣ, аз қабили хлориди метил, оксиди этилен, оксиди пропилен ва ғ. реаксияи эфиризатсия анҷом дода, намаки иловагиро шуста, як миқдор натрийи селлюлоза ба даст оварда шавад. махсулот. Эфири селлюлоза яке аз ҳосилаҳои муҳими селлюлоза мебошад, ки онро дар тиб ва гигиена, саноати кимиёи рӯзмарра, коғазсозӣ, хӯрокворӣ, дорусозӣ, сохтмон, масолеҳи масолеҳ ва дигар соҳаҳо васеъ истифода бурдан мумкин аст. Дар солхои охир мамлакатхои хоричй ба тадкикоти он ахамияти калон дода, дар тадкикоти фундаменталии амалй, самараи амалии амалй ва тайёрй муваффакиятхои зиёде ба даст оварда шуданд. Солхои охир дар Хитой баъзе одамон тадричан ба тадкикоти ин чихат машгул шуда, дар амалияи истехсолй аввал ба баъзе натичахо ноил гардиданд. Аз ин рӯ, коркард ва истифодаи эфири селлюлоза дар истифодаи ҳамаҷонибаи захираҳои барқароршавандаи биологӣ ва беҳтар кардани сифат ва иҷрои коғаз нақши хеле муҳим мебозад. Ин як навъи нави иловаҳои коғазсозӣ мебошад, ки бояд таҳия карда шавад.

1. Тасниф ва усулҳои тайёр кардани эфирҳои селлюлоза

Таснифи эфирҳои селлюлоза аз рӯи ионӣ одатан ба 4 категория тақсим карда мешавад.

1.1 Эфири ғайринионикии целлюлоза

Эфири селлюлозаи ғайриионӣ асосан эфири селлюлоза алкилӣ мебошад ва усули тайёр кардани он реаксияи селлюлоза бо NaOH ва сипас бо мономерҳои гуногуни функсионалӣ, аз қабили монохлорометан, оксиди этилен, оксиди пропилен ва ғайра анҷом додани реаксияи эфиризатсия мебошад ва сипас бо шустан ба даст оварда мешавад. намаки иловагй ва натрий целлюлоза, аз он чумла эфири метилселлюлоза, эфири метил гидроксиэтил целлюлоза, эфири метил гидроксипропил целлюлоза, эфири гидроксиэтил целлюлоза, эфири цианэтил целлюлоза ва эфири гидроксибутил целлюлоза васеъ истифода мешавад.

1.2 Эфири анионии целлюлоза

Эфирҳои целлюлозаи анионӣ асосан целлюлозаи натрий карбоксиметил ва целлюлозаи натрий карбоксиметил гидроксиэтил мебошанд. Усули тайёр кардани селлюлоза бо NaOH реаксия кардан ва сипас эфирро бо кислотаи хлорастикӣ, оксиди этилен ва оксиди пропилен аст. Реаксияи кимиёвӣ, ва сипас бо шустани намаки маҳсулот ва селлюлозаи натрий ба даст оварда мешавад.

1.3 Эфири катионии целлюлоза

Катионӣ эфирҳои селлюлоза асосан 3-хлор-2-гидроксипропилтриметиламмоний хлориди эфири селлюлозаро дар бар мегиранд, ки бо роҳи реаксия кардани селлюлоза бо NaOH ва сипас бо реаксияи эфирии катионӣ 3-хлоро-2-гидроксипропил триметил аммонийи реаксия ё хлориди оксидиэтилетер, реаксияи оксидиэтилеп ва баъд бо шустани намаки иловагй ва целлюлозаи натрий ба даст оварда мешавад.

1.4 Эфири цветтерионии целлюлоза

Занҷири молекулавии эфири цветтерионии целлюлоза ҳам гурӯҳҳои анионӣ ва ҳам гурӯҳҳои катионӣ дорад. Усули тайёр кардани он реаксияи селлюлоза бо NaOH ва баъдан бо кислотаи монохлорассусӣ ва агенти эфири катионӣ 3-хлоро-2-гидроксипропил хлориди триметиламмоний эфир карда мешавад ва сипас бо шустани намаки иловаги ва селлюлозаи натрий ба даст меояд.

2. Фаъолият ва хусусияти эфири селлюлоза

2.1 Ташаккули филм ва пайвастшавӣ

Эфиризатсияи эфири селлюлоза ба хусусиятҳо ва хосиятҳои он, ба монанди ҳалшавандагӣ, қобилияти плёнкашакл, устувории пайванд ва муқовимати намак таъсири калон мерасонад. Эфири селлюлоза дорои қувваи баланди механикӣ, чандирӣ, муқовимати гармӣ ва муқовимати сард буда, бо қатронҳо ва пластификаторҳои гуногун мутобиқати хуб дорад ва метавонад барои сохтани пластмасса, плёнкаҳо, лакҳо, илтиёмҳо, латексҳо ва маводи рӯйпӯши доруворӣ ва ғайра истифода шавад.

2.2 Ҳалшавандагӣ

Эфири селлюлоза аз сабаби мавҷудияти гурӯҳҳои полигидроксилӣ дар об ҳалшавандагии хуб дорад ва барои ҳалкунандаҳои органикӣ мувофиқи ивазкунандаҳои гуногун селективии гуногуни ҳалкунанда дорад. Метилцеллюлоза дар оби хунук ҳал мешавад, дар оби гарм ҳал намешавад, инчунин дар баъзе ҳалкунандаҳо ҳал мешавад; селлюлозаи метилгидроксиэтил дар оби хунук, дар оби гарм ва ҳалкунандаҳои органикӣ ҳал намешавад. Аммо хангоми гарм кардани махлули обии метилцеллюлоза ва метилгидроксиэтилцеллюлоза метилцеллюлоза ва метилгидроксиэтилцеллюлоза боришот мешаванд. Целлюлозаи метил дар 45—60 боришот мешавад°C, дар ҳоле ки ҳарорати боришоти селлюлозаи омехтаи эфирии метил гидроксиэтил то 65-80 баланд мешавад.°C. Вақте ки ҳарорат паст мешавад, боришот дубора ҳал мешавад. Гидроксиэтилцеллюлоза ва натрий карбоксиметилселлюлоза дар об дар ҳама гуна ҳарорат ҳал мешаванд ва дар ҳалкунандаҳои органикӣ ҳал намешаванд (ба истиснои чанд истисно). Бо истифода аз ин хосият, репеллентҳои гуногуни нафт ва маводи ҳалшавандаи плёнка тайёр кардан мумкин аст.

2.3 Ғафсшавӣ

Эфири целлюлоза дар об дар шакли коллоид хал мешавад, часпакии он ба дарачаи полимеризатсияи эфири целлюлоза вобаста аст ва дар махлул макромолекулахои гидратшуда мавчуданд. Аз сабаби печидани макромолекулаҳо, рафтори ҷараёни маҳлулҳо аз ҷараёни моеъҳои Нютонӣ фарқ мекунад, аммо рафторе нишон медиҳад, ки бо қувваи буриш тағир меёбад. Аз сабаби сохтори макромолекулярии эфири целлюлоза часпакии махлул бо зиёдшавии консентратсия зуд меафзояд ва бо баланд шудани харорат зуд кам мешавад. Мувофики хусусиятхои худ эфирхои целлюлоза ба монанди целлюлоза карбоксиметил ва гидроксиэтил целлюлозаро хамчун гафскунанда барои моддахои кимиёвии харруза, воситахои нигахдорандаи об барои руйпушхои когаз ва гафскунанда барои руйпушхои меъморй истифода бурдан мумкин аст.

2.4 Деградатсия

Вақте ки эфири селлюлоза дар марҳилаи об ҳал мешавад, бактерияҳо афзоиш меёбанд ва афзоиши бактерияҳо ба истеҳсоли бактерияҳои ферментӣ оварда мерасонад. Фермент пайвандҳои воҳиди ангидроглюкозаи ивазнашавандаро, ки ба эфири селлюлоза наздик аст, мешиканад ва вазни нисбии молекулавии полимерро кам мекунад. Бинобар ин, агар махлули обии эфири целлюлоза муддати дароз нигох дошта шавад, ба он консервантхо илова кардан лозим аст ва хатто нисбат ба эфирхои целлюлоза, ки хосиятхои зиддибактериалй доранд, тадбирхои муайяни антисептикй дидан лозим аст.

3. Истифодаи эфири селлюлоза дар саноати когаз

3.1 Агенти мустаҳкамкунандаи коғаз

Масалан, CMC метавонад ҳамчун дисперсанти нах ва агенти мустаҳкамкунандаи коғаз истифода шавад, ки онро ба селлюлоза илова кардан мумкин аст. Азбаски селлюлозаи карбоксиметил натрий дорои заряди якхелаест, ки заррачаҳои селлюлоза ва пуркунанда дорад, он метавонад ҳамвор будани нахро зиёд кунад. Таъсири пайванди байни нахҳоро беҳтар кардан мумкин аст ва нишондиҳандаҳои физикӣ ба монанди қувваи кашиш, қувваи даридан ва ҳамвор будани коғазро беҳтар кардан мумкин аст. Масалан, Лонгжу ва дигарон 100% селлюлозаи чӯби сулфити сафедшуда, 20% хокаи тальк, 1% ширеше канифиро истифода мебаранд, арзиши рН-ро ба 4,5 бо сулфати алюминий танзим мекунанд ва часпакии баландтари CMC (вискозӣ 800 ~ 1200MPA.S) -ро истифода мебаранд. ивазкунӣ 0,6 аст. Ин мумкин аст, ки CMC метавонад қобилияти хушкии коғазро беҳтар кунад ва инчунин дараҷаи андозаи онро беҳтар кунад.

3.2 Агенти андозагирии рӯизаминӣ

Целлюлозаи натрий карбоксиметил метавонад ҳамчун агенти андозагирии сатҳи коғаз барои беҳтар кардани қувваи сатҳи коғаз истифода шавад. Таъсири татбиқи он метавонад қувваи сатҳи рӯизаминиро дар муқоиса бо истифодаи ҳозираи спирти поливинилӣ ва агенти андозаи крахмали тағирёфта тақрибан 10% зиёд кунад ва миқдорро тақрибан 30% кам кардан мумкин аст. Ин як агенти хеле умедбахши андозагирии рӯизаминӣ барои коғазсозӣ мебошад ва ин силсилаи навъҳои нав бояд фаъолона таҳия карда шаванд. Эфири целлюлозаи катионӣ нисбат ба крахмали катионӣ иҷрои беҳтари андозагирии рӯизаминӣ дорад. Он на танҳо қобилияти рӯи коғазро беҳтар мекунад, балки инчунин қобилияти азхудкунии рангро беҳтар мекунад ва таъсири рангкуниро зиёд мекунад. Он инчунин як агенти умедбахши андозаи рӯизаминӣ мебошад. Мо Лихуан ва дигарон барои гузаронидани санҷишҳои андозагирии рӯи коғаз ва картон селлюлозаи натрий карбоксиметил ва крахмали оксидшударо истифода бурданд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки CMC дорои таъсири идеалии андозаи рӯи замин аст.

Натрий метилкарбоксиметил селлюлоза дорои иҷрои муайяни андозагирӣ аст ва натрий карбоксиметил селлюлоза метавонад ҳамчун агенти андозаи селлюлоза истифода шавад. Илова ба дараҷаи андозаи худ, эфири катионии селлюлоза инчунин метавонад ҳамчун филтри ёрирасон барои нигоҳдории коғаз истифода шавад, суръати нигоҳдории нахҳо ва пуркунандаҳоро беҳтар кунад ва инчунин метавонад ҳамчун агенти мустаҳкамкунандаи коғаз истифода шавад.

3.3 Стабилизатори эмульсия

Эфири селлюлоза дар тайёр кардани эмульсия ба таври васеъ истифода мешавад, зеро таъсири хуби ғафскунандаи он дар маҳлули обӣ, ки метавонад часпакии муҳити дисперсияи эмульсияро зиёд кунад ва боришот ва қабатҳои эмульсияро пешгирӣ кунад. Ба монанди натрий карбоксиметил целлюлоза, эфир гидроксиэтил целлюлоза, эфир гидроксипропил целлюлоза ва гайраро ба сифати стабилизатор ва воситахои мухофизаткунандаи резини дисперси анионй, эфири целлюлозаи катионй, эфири гидроксиэтил целлюлоза, гидроксипропил целлюлоза этерселулоза, этерселулоза этерселулоза истифода бурдан мумкин аст. эфир ва ғ. инчунин метавонад ҳамчун агентҳои муҳофизатӣ барои резини катионӣ пароканда, АКД, АСА ва дигар агентҳои андозагирӣ истифода шавад. Лонжу ва дигарон. 100% селлюлоза ҳезуми сулфити сафедшуда, 20% хокаи тальк, 1% ширеши канифали пароканда, арзиши рН-ро бо сулфати алюминий ба 4,5 танзим кард ва CMC часпакии баландтарро истифода бурд (вискозӣ 800 ~ 12000MPA.S). Дараҷаи ивазкунӣ 0,6 аст ва он барои андозагирии дохилӣ истифода мешавад. Аз натиҷаҳо дидан мумкин аст, ки дараҷаи андозагирии резини канифали дорои CMC баръало беҳтар шудааст ва устувории эмулсияи канифоль хуб аст ва суръати нигоҳ доштани маводи резинӣ низ баланд аст.

3.4 Агенти нигоҳдории об

Он барои пӯшиш ва коркарди коғазбандии коғазӣ, селлюлозаи сианоэтил, селлюлозаи гидроксиэтил ва ғайра истифода мешавад, метавонад казеин ва як қисми латексро иваз кунад, то рангҳои чопӣ ба осонӣ ворид шаванд ва кунҷҳо равшан бошанд. Целлюлозаи карбоксиметил ва эфири гидроксиэтил карбоксиметил селлюлозаро ҳамчун дисперсанти пигмент, ғафскунанда, агенти нигоҳдории об ва стабилизатор истифода бурдан мумкин аст. Масалан, микдори целлюлозаи карбоксиметил, ки дар вакти тайёр кардани руйпушхои когазпечшуда хамчун агенти об нигох дошта мешавад, 1—2 фоизро ташкил медихад.

4. Тамоюли рушди эфири селлюлоза, ки дар саноати коғаз истифода мешаванд

Истифодаи модификацияи химиявй барои ба даст овардани ҳосилаҳои целлюлозаи дорои вазифаҳои махсус роҳи самарабахши ҷустуҷӯи истифодаи нави бузургтарин ҳосили дар ҷаҳон моддаҳои органикии табиӣ - целлюлоза мебошад. Намудҳои ҳосилаҳои селлюлоза ва вазифаҳои васеъ мавҷуданд ва эфирҳои селлюлоза аз сабаби иҷрои аълоашон дар бисёр соҳаҳо истифода мешаванд. Барои конеъ гардондани эхтиёчоти саноати когаз, дар инкишофи эфири целлюлоза ба тамоюлхои зерин диккат додан лозим аст:

(1) Таҳияи маҳсулоти гуногуни мушаххасоти эфирҳои селлюлоза, ки барои барномаҳои саноати коғаз мувофиқанд, ба монанди маҳсулоти силсилавӣ бо дараҷаҳои гуногуни ивазкунӣ, часпакҳои гуногун ва массаҳои гуногуни молекулавии нисбӣ барои интихоб дар истеҳсоли навъҳои гуногуни коғаз.

(2) Истеҳсоли навъҳои нави эфирҳои селлюлоза, ба монанди эфирҳои катионии селлюлоза, ки барои нигоҳдорӣ ва дренажӣ барои коркарди коғаз мувофиқанд, агентҳои андозагирии рӯизаминӣ ва эфирҳои цвиттерии целлюлоза, ки метавонанд ҳамчун агентҳои тақвиятдиҳанда барои иваз кардани қабати латексҳои цианоэтил селлюлоза истифода шаванд, бояд зиёд карда шавад. ва монанди инҳо ҳамчун пайвандкунанда.

3) Тадкикот оид ба процесси тайёр кардани эфири целлюлоза ва усули нави тайёр кардани он, махсусан тадкикот оид ба кам кардани арзиши аслй ва содда кардани процесс пурзур карда шавад.

4) Тадкикот оид ба хосиятхои эфирхои целлюлоза, махсусан хосиятхои плёнка-созй, хосиятхои пайвасткунанда ва гафсшавии эфирхои гуногуни целлюлоза пурзур карда, тадкикоти назариявй оид ба кор фармудани эфирхои целлюлоза дар когазсозй пурзур карда шавад.