Cellulose Ether sa Industriya ng Papel

Ipinakikilala ng papel na ito ang mga uri, paraan ng paghahanda, katangian ng pagganap at katayuan ng aplikasyon ng mga cellulose ether sa industriya ng paggawa ng papel, naglalagay ng ilang bagong uri ng mga cellulose ether na may mga inaasahang pag-unlad, at tinatalakay ang kanilang aplikasyon at kalakaran sa pag-unlad sa paggawa ng papel.

Susing salita:selulusa eter; pagganap; industriya ng papel

Ang selulusa ay isang natural na polymer compound, ang kemikal na istraktura nito ay isang polysaccharide macromolecule na may anhydrousβ-glucose bilang base ring, at ang bawat base ring ay may pangunahing hydroxyl group at pangalawang hydroxyl group. Sa pamamagitan ng chemical modification nito, maaaring makuha ang isang serye ng mga cellulose derivatives. Ang paraan ng paghahanda ng cellulose ether ay ang pag-react ng cellulose sa NaOH, pagkatapos ay magsagawa ng etherification reaction na may iba't ibang functional reactants tulad ng methyl chloride, ethylene oxide, propylene oxide, atbp., at pagkatapos ay hugasan ang by-product na salt at ilang cellulose sodium upang makuha. ang produkto. Ang cellulose eter ay isa sa mga mahalagang derivatives ng selulusa, na maaaring malawakang magamit sa medisina at kalinisan, pang-araw-araw na industriya ng kemikal, paggawa ng papel, pagkain, gamot, konstruksiyon, materyales at iba pang industriya. Sa nakalipas na mga taon, ang mga dayuhang bansa ay nagbigay ng malaking kahalagahan sa pananaliksik nito, at maraming mga tagumpay ang nagawa sa inilapat na pangunahing pananaliksik, mga praktikal na epekto, at paghahanda. Sa nakalipas na mga taon, ang ilang mga tao sa Tsina ay unti-unting nagsimulang makisali sa pagsasaliksik ng aspetong ito, at sa una ay nakamit ang ilang mga resulta sa kasanayan sa produksyon. Samakatuwid, ang pagbuo at paggamit ng cellulose ether ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa komprehensibong paggamit ng mga nababagong biological na mapagkukunan at ang pagpapabuti ng kalidad at pagganap ng papel. Ito ay isang bagong uri ng mga additives sa paggawa ng papel na nagkakahalaga ng pagbuo.

1. Mga paraan ng pag-uuri at paghahanda ng mga cellulose eter

Ang pag-uuri ng mga cellulose eter ay karaniwang nahahati sa 4 na kategorya ayon sa ionicity.

1.1 Nonionic Cellulose Eter

Ang non-ionic cellulose ether ay pangunahing cellulose alkyl ether, at ang paraan ng paghahanda nito ay ang pag-react ng cellulose sa NaOH, at pagkatapos ay isagawa ang etherification reaction sa iba't ibang functional monomers tulad ng monochloromethane, ethylene oxide, propylene oxide, atbp., at pagkatapos ay nakuha sa pamamagitan ng paghuhugas ang by-product na asin at selulusa sodium, higit sa lahat kabilang ang methyl cellulose eter, methyl hydroxyethyl cellulose eter, methyl hydroxypropyl cellulose eter, hydroxyethyl cellulose eter, cyanoethyl Cellulose eter at hydroxybutyl cellulose eter ay malawakang ginagamit.

1.2 Anionic cellulose eter

Ang mga anionic cellulose ether ay pangunahing sodium carboxymethyl cellulose at sodium carboxymethyl hydroxyethyl cellulose. Ang paraan ng paghahanda ay ang pagtugon sa selulusa sa NaOH at pagkatapos ay isakatuparan ang eter na may chloroacetic acid, ethylene oxide at propylene oxide. Reaksyon ng kemikal, at pagkatapos ay nakuha sa pamamagitan ng paghuhugas ng by-product na asin at sodium cellulose.

1.3 Cationic Cellulose Eter

Cationic Pangunahing kasama sa mga cellulose ether ang 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride cellulose ether, na inihanda sa pamamagitan ng pag-react ng cellulose sa NaOH at pagkatapos ay pagre-react sa cationic etherifying agent 3-chloro-2-hydroxypropyl Trimethyl ammonium chloride o etherification reaction na may ethylene oxide at propylene oxide at pagkatapos ay nakuha sa pamamagitan ng paghuhugas ng by-product na asin at sodium cellulose.

1.4 Zwitterionic Cellulose Eter

Ang molecular chain ng zwitterionic cellulose ether ay may parehong anionic group at cationic group. Ang paraan ng paghahanda nito ay ang pag-react ng cellulose sa NaOH at pagkatapos ay i-react sa monochloroacetic acid at cationic etherification agent 3-chloro-2-hydroxypropyl Trimethylammonium chloride ay etherified, at pagkatapos ay nakuha sa pamamagitan ng paghuhugas ng by-product na asin at sodium cellulose.

2. Pagganap at mga katangian ng cellulose eter

2.1 Pagbuo at pagdirikit ng pelikula

Ang etherification ng cellulose eter ay may malaking impluwensya sa mga katangian at katangian nito, tulad ng solubility, kakayahan sa pagbuo ng pelikula, lakas ng bono at paglaban sa asin. Ang cellulose eter ay may mataas na mekanikal na lakas, kakayahang umangkop, paglaban sa init at paglaban sa malamig, at may mahusay na pagkakatugma sa iba't ibang mga resin at plasticizer, at maaaring magamit upang gumawa ng mga plastik, pelikula, barnis, adhesive, latex At mga materyales sa patong ng gamot, atbp.

2.2 Solubility

Ang cellulose eter ay may mahusay na solubility sa tubig dahil sa pagkakaroon ng mga polyhydroxyl group, at may iba't ibang solvent selectivity para sa mga organic solvents ayon sa iba't ibang mga substituent. Ang Methylcellulose ay natutunaw sa malamig na tubig, hindi natutunaw sa mainit na tubig, at natutunaw din sa ilang mga solvents; Ang methyl hydroxyethyl cellulose ay natutunaw sa malamig na tubig, hindi matutunaw sa mainit na tubig at mga organikong solvent. Gayunpaman, kapag ang may tubig na solusyon ng methylcellulose at methylhydroxyethylcellulose ay pinainit, methylcellulose at methylhydroxyethylcellulose ay namuo. Ang methyl cellulose ay namuo sa 45-60°C, habang ang temperatura ng precipitation ng mixed etherified methyl hydroxyethyl cellulose ay tumaas sa 65-80°C. Kapag ang temperatura ay binabaan, ang namuo ay muling natunaw. Ang hydroxyethylcellulose at sodium carboxymethylcellulose ay natutunaw sa tubig sa anumang temperatura at hindi matutunaw sa mga organikong solvent (na may ilang mga pagbubukod). Gamit ang ari-arian na ito, maaaring ihanda ang iba't ibang mga oil repellant at mga materyal na natutunaw sa pelikula.

2.3 Pagpapakapal

Ang cellulose eter ay natunaw sa tubig sa anyo ng colloid, ang lagkit nito ay nakasalalay sa antas ng polymerization ng cellulose eter, at ang solusyon ay naglalaman ng hydrated macromolecules. Dahil sa gusot ng mga macromolecule, ang daloy ng pag-uugali ng mga solusyon ay naiiba sa mga likidong Newtonian, ngunit nagpapakita ng pag-uugali na nagbabago sa puwersa ng paggugupit. Dahil sa macromolecular na istraktura ng cellulose eter, ang lagkit ng solusyon ay mabilis na tumataas sa pagtaas ng konsentrasyon at mabilis na bumababa sa pagtaas ng temperatura. Ayon sa mga katangian nito, ang mga cellulose ether tulad ng carboxymethyl cellulose at hydroxyethyl cellulose ay maaaring gamitin bilang mga pampalapot para sa pang-araw-araw na kemikal, mga ahente na nagpapanatili ng tubig para sa mga patong na papel, at mga pampalapot para sa mga patong ng arkitektura.

2.4 Pagkabulok

Kapag ang cellulose eter ay natunaw sa bahagi ng tubig, ang bakterya ay lalago, at ang paglaki ng bakterya ay hahantong sa paggawa ng enzyme bacteria. Sinisira ng enzyme ang mga unsubstituted anhydroglucose unit bond na katabi ng cellulose ether, na binabawasan ang relatibong molekular na bigat ng polimer. Samakatuwid, kung ang cellulose eter aqueous solution ay dapat na maiimbak nang mahabang panahon, ang mga preservative ay dapat idagdag dito, at ang ilang mga antiseptic na hakbang ay dapat gawin kahit para sa mga cellulose ether na may antibacterial properties.

3. Paglalapat ng cellulose eter sa industriya ng papel

3.1 Papel na nagpapatibay ng ahente

Halimbawa, ang CMC ay maaaring gamitin bilang isang fiber dispersant at isang papel na nagpapatibay ng ahente, na maaaring idagdag sa pulp. Dahil ang sodium carboxymethyl cellulose ay may parehong singil sa mga partikulo ng pulp at filler, maaari nitong dagdagan ang pagkapantay-pantay ng hibla. Ang epekto ng pagbubuklod sa pagitan ng mga hibla ay maaaring mapabuti, at ang mga pisikal na tagapagpahiwatig tulad ng lakas ng makunat, lakas ng pagsabog, at pagkakapantay-pantay ng papel ng papel ay maaaring mapabuti. Halimbawa, si Longzhu at iba pa ay gumagamit ng 100% na bleached sulfite wood pulp, 20% talcum powder, 1% dispersed rosin glue, ayusin ang pH value sa 4.5 na may aluminum sulfate, at gumamit ng mas mataas na lagkit na CMC (viscosity 800~1200MPA.S) Ang antas ng pagpapalit ay 0.6. Ito ay makikita na ang CMC ay maaaring mapabuti ang dry lakas ng papel at din mapabuti ang sukat nito degree.

3.2 ahente sa pagpapalaki ng ibabaw

Ang sodium carboxymethyl cellulose ay maaaring gamitin bilang isang ahente sa pagpapalaki ng ibabaw ng papel upang mapabuti ang lakas ng ibabaw ng papel. Ang epekto ng paggamit nito ay maaaring tumaas ang lakas ng ibabaw ng humigit-kumulang 10% kumpara sa kasalukuyang paggamit ng polyvinyl alcohol at modified starch sizing agent, at ang dosis ay maaaring mabawasan ng halos 30%. Ito ay isang napaka-promising surface sizing agent para sa papermaking, at ang seryeng ito ng mga bagong varieties ay dapat na aktibong binuo. Ang cationic cellulose eter ay may mas mahusay na pagganap ng sukat sa ibabaw kaysa sa cationic starch. Hindi lamang nito mapapabuti ang lakas ng ibabaw ng papel, ngunit mapahusay din ang pagganap ng pagsipsip ng tinta ng papel at dagdagan ang epekto ng pagtitina. Ito rin ay isang promising surface sizing agent. Gumamit si Mo Lihuan at ang iba pa ng sodium carboxymethyl cellulose at oxidized starch para magsagawa ng surface sizing test sa papel at karton. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang CMC ay may perpektong epekto sa pagpapalaki ng ibabaw.

Ang methyl carboxymethyl cellulose sodium ay may isang tiyak na pagganap ng sizing, at ang carboxymethyl cellulose sodium ay maaaring gamitin bilang isang pulp sizing agent. Bilang karagdagan sa sarili nitong sizing degree, ang cationic cellulose ether ay maaari ding gamitin bilang papermaking retention aid Filter, mapabuti ang retention rate ng fine fibers at fillers, at maaari ding gamitin bilang paper strengthening agent.

3.3 Emulsion stabilizer

Ang cellulose eter ay malawakang ginagamit sa paghahanda ng emulsyon dahil sa magandang epekto ng pampalapot nito sa may tubig na solusyon, na maaaring mapataas ang lagkit ng medium ng pagpapakalat ng emulsyon at maiwasan ang pag-ulan at pagsasapin-sapin ng emulsyon. Tulad ng sodium carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose eter, hydroxypropyl cellulose ether, atbp. ay maaaring gamitin bilang mga stabilizer at protective agent para sa anionic dispersed rosin gum, cationic cellulose eter, hydroxyethyl cellulose eter, hydroxypropyl cellulose eter, atbp. Basemethyl cellulose eter, methyl cellulose eter, atbp. eter, atbp. ay maaari ding gamitin bilang mga ahente ng proteksiyon para sa cationic disperse rosin gum, AKD, ASA at iba pang mga sizing agent. Longzhu et al. gumamit ng 100% bleached sulfite wood pulp, 20% talcum powder, 1% dispersed rosin glue, inayos ang pH value sa 4.5 na may aluminum sulfate, at gumamit ng mas mataas na viscosity CMC (viscosity 800~12000MPA.S). Ang antas ng pagpapalit ay 0.6, at ginagamit ito para sa panloob na sukat. Makikita mula sa mga resulta na ang sizing degree ng rosin rubber na naglalaman ng CMC ay malinaw na napabuti, at ang katatagan ng rosin emulsion ay mabuti, at ang retention rate ng rubber material ay mataas din.

3.4 Pahiran ng ahente ng pagpapanatili ng tubig

Ito ay ginagamit para sa coating at pagproseso ng paper coating binder, cyanoethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, atbp. ay maaaring palitan ang casein at bahagi ng latex, upang ang printing ink ay madaling tumagos at ang mga gilid ay malinaw. Ang carboxymethyl cellulose at hydroxyethyl carboxymethyl cellulose eter ay maaaring gamitin bilang pigment dispersant, pampalapot, water retention agent at stabilizer. Halimbawa, ang halaga ng carboxymethyl cellulose na ginamit bilang isang ahente ng pagpapanatili ng tubig sa paghahanda ng mga coated na coatings ng papel ay 1-2%.

4. Trend ng Pag-unlad ng Cellulose Ether na Ginamit sa Industriya ng Papel

Ang paggamit ng chemical modification upang makakuha ng cellulose derivatives na may mga espesyal na function ay isang epektibong paraan upang maghanap ng mga bagong gamit ng pinakamalaking ani sa mundo ng natural na organikong bagay-cellulose. Mayroong maraming mga uri ng cellulose derivatives at malawak na pag-andar, at ang mga cellulose eter ay inilapat sa maraming mga industriya dahil sa kanilang mahusay na pagganap. Upang matugunan ang mga pangangailangan ng industriya ng papel, ang pagbuo ng cellulose eter ay dapat magbayad ng pansin sa mga sumusunod na uso:

(1) Bumuo ng iba't ibang mga produkto ng espesipikasyon ng mga cellulose ether na angkop para sa mga aplikasyon sa industriya ng papel, tulad ng mga seryeng produkto na may iba't ibang antas ng pagpapalit, iba't ibang lagkit, at iba't ibang kamag-anak na molekular na masa, para sa pagpili sa paggawa ng iba't ibang uri ng papel.

(2) Ang pagbuo ng mga bagong uri ng mga cellulose ether ay dapat na dagdagan, tulad ng mga cationic cellulose ether na angkop para sa pagpapanatili ng paggawa ng papel at mga tulong sa pagpapatuyo, mga ahente sa pagpapalaki ng ibabaw, at mga zwitterionic cellulose ether na maaaring magamit bilang mga ahente ng pagpapatibay upang palitan ang coating na latex na Cyanoethyl cellulose ether at ang mga katulad nito bilang isang panali.

(3) Palakasin ang pananaliksik sa proseso ng paghahanda ng cellulose eter at ang bagong paraan ng paghahanda nito, lalo na ang pananaliksik sa pagbabawas ng gastos at pagpapasimple ng proseso.

(4) Palakasin ang pananaliksik sa mga katangian ng cellulose ethers, lalo na ang film-forming properties, bonding properties at thickening properties ng iba't ibang cellulose ethers, at palakasin ang teoretikal na pananaliksik sa aplikasyon ng cellulose ethers sa papermaking.