Натрій CMC, який використовується в паперовій промисловості

Натрієва сіль карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) є універсальною добавкою з численними застосуваннями в різних галузях промисловості, включаючи виробництво паперу. Його унікальні властивості та функціональні можливості роблять його незамінним компонентом у процесах виробництва паперу, сприяючи якості, продуктивності та екологічності виробів з паперу та картону. У цьому вичерпному посібнику ми дослідимо роль натрієвої КМЦ у паперовій промисловості, включаючи її функції, переваги, застосування та вплив, який вона має на виробництво та властивості паперу.

Введення в натрій карбоксиметилцелюлозу (CMC):

Натрієва сіль карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) – це водорозчинний полімер, отриманий з целюлози, природного полісахариду, який міститься в клітинних стінках рослин. КМЦ виробляють шляхом обробки целюлози гідроксидом натрію та монохлороцтовою кислотою, що призводить до отримання хімічно модифікованої сполуки з унікальними властивостями. КМЦ характеризується високою в'язкістю, чудовим водоутримуванням, плівкоутворювальною здатністю та сумісністю з іншими матеріалами. Ці властивості роблять CMC придатним для широкого спектру застосувань у різних галузях промисловості, включаючи харчову, фармацевтичну, косметичну, текстильну та паперову.

Огляд процесу виготовлення паперу:

Перш ніж заглибитися в конкретну роль натрієвої CMC у виробництві паперу, давайте коротко розглянемо процес виготовлення паперу. Виробництво паперу включає кілька послідовних етапів, включаючи виготовлення целюлози, формування паперу, пресування, сушку та обробку. Ось огляд кожного етапу:

1. Целюлозні волокна отримують з деревини, переробленого паперу чи іншої сировини шляхом механічного або хімічного виробництва целюлози.
2. Формування паперу: целюлозні волокна суспендуються у воді з утворенням волокнистої суспензії або суспензії, відомої як пульпа. Потім целюлоза осідає на рухомій дротяній сітці або тканині, звідки вода стікає, залишаючи мокрий аркуш паперу.
3. Пресування: вологий аркуш паперу пропускають через низку пресувальних роликів для видалення надлишку води та консолідації волокон.
4. Сушка: спресований аркуш паперу сушиться за допомогою тепла та/або повітря для видалення залишків вологи та зміцнення паперу.
5. Оздоблення: висушений папір може піддаватися додатковим процесам, таким як покриття, каландрування або різання, щоб досягти бажаних властивостей і характеристик.

Роль натрій карбоксиметилцелюлози (CMC) у виробництві паперу:

Тепер давайте дослідимо конкретні функції та переваги натрієвої CMC на різних етапах процесу виробництва паперу:

1. Допомога утримання та дренажу:

Одна з основних функцій натрієвої КМЦ у виробництві паперу — це її роль утримувача та дренажу. Ось як КМЦ натрію сприяє цьому аспекту:

• Допоміжний засіб для утримання: натрій CMC діє як допоміжний засіб для утримання, покращуючи утримання тонких волокон, наповнювачів і добавок у паперовій масі. Його висока молекулярна маса та гідрофільна природа дозволяють йому адсорбуватися на поверхні целюлозних волокон і колоїдних частинок, тим самим покращуючи їхнє утримання в аркуші паперу під час формування.
• Допоміжний дренаж: Sodium CMC також служить допоміжним дренажем, покращуючи швидкість дренажу води з паперової маси. Це допомагає створити більш відкриту та пористу структуру паперу, дозволяючи воді ефективніше стікати через дротяну сітку або тканину під час формування паперу. Це призводить до швидшого зневоднення, зниження споживання енергії та підвищення ефективності машини в процесі виготовлення паперу.

2. Міцність і сполучна речовина:

Натрієва CMC функціонує як міцний і сполучний агент у виробництві паперу, забезпечуючи зчеплення та цілісність аркуша паперу. Ось як це підвищує міцність паперу:

• Внутрішнє зв’язування: КМЦ натрію утворює водневі зв’язки з целюлозними волокнами, частинками наповнювача та іншими компонентами паперової маси. Ці з’єднання допомагають зміцнити паперову матрицю та покращити зв’язок між волокнами, що призводить до кращих характеристик міцності на розтягування, розрив і розрив готового паперу.
• Зв’язування волокон: натрієва КМЦ діє як зв’язувальний агент для волокон, сприяючи зчепленню між окремими целюлозними волокнами та запобігаючи їхньому розпаду або розділенню під час формування паперу та наступних етапів обробки. Це покращує структурну цілісність і стабільність розмірів паперу, зменшуючи ризик розриву, розпушення або пилу.

3. Розмір поверхні та покриття:

Натрієва КМЦ використовується для проклейки поверхні та складу покриттів для покращення властивостей поверхні та можливості друку паперу. Ось як це покращує якість поверхні паперу:

• Проклейка поверхні: Sodium CMC застосовується як речовина для проклеювання поверхні для підвищення міцності поверхні, гладкості та сприйнятливості паперу до чорнила. Він утворює тонку рівномірну плівку на поверхні аркуша паперу, зменшуючи пористість і покращуючи однорідність поверхні. Це забезпечує кращу стійкість чорнила, чіткішу якість друку та зменшує розмивання або розпливання надрукованих зображень і тексту.
• Сполучна речовина для покриття: натрієва КМЦ служить зв’язуючою речовиною в композиціях для покриття паперу, які наносяться на поверхню паперу для досягнення певних функціональних або естетичних властивостей. Він допомагає зв’язувати частинки пігменту, наповнювачі та інші інгредієнти покриття з поверхнею паперу, утворюючи гладке, глянцеве або матове покриття. Покриття на основі КМЦ покращують оптичні властивості, блиск поверхні та придатність паперу для друку, що робить його придатним для високоякісного друку та пакування.

4. Допомога при утриманні:

Натрій КМЦ функціонує як допоміжний засіб утримання в процесі виробництва паперу, покращуючи утримування дрібних частинок, волокон і добавок у паперовій масі. Його висока молекулярна маса та водорозчинна природа дозволяють йому адсорбуватися на поверхні целюлозних волокон і колоїдних частинок, тим самим покращуючи їхнє утримання в аркуші паперу під час формування. Це призводить до покращення формування, однорідності та міцності готового паперу.

5. Контроль реологічних властивостей:

Sodium CMC допомагає контролювати реологічні властивості паперової маси та покриттів, забезпечуючи кращу технологічність і продуктивність. Ось як це впливає на реологію:

• Контроль в'язкості: КМЦ натрію діє як модифікатор в'язкості, регулюючи текучість і консистенцію паперової маси та складів для покриття. Він надає суспензіям псевдопластичні властивості або властивості розрідження при зсуві, тобто їх в’язкість знижується під дією напруги зсуву (наприклад, під час змішування або перекачування) і відновлюється в стані спокою. Це полегшує транспортування, перекачування та нанесення матеріалів, покращуючи ефективність процесу та якість продукції.
• Загусник: натрій КМЦ служить загусником для покриттів і композицій паперу, збільшуючи їх в’язкість і покращуючи стабільність і покриття. Це допомагає контролювати потік та нанесення покриттів на поверхню паперу, забезпечуючи рівномірну товщину та розподіл. Це покращує оптичні властивості, придатність до друку та обробку поверхні паперу, що робить його придатним для різноманітного друку та пакування.

Застосування натрій карбоксиметилцелюлози (CMC) у виробництві паперу:

Натрій КМЦ використовується в різних сферах виробництва паперу для різних сортів і типів паперової продукції. Деякі поширені програми включають:

1. Папір для друку та писання: натрій КМЦ використовується в композиціях для проклейки поверхні та покриття для паперу для друку та писання, включаючи копіювальний папір, офсетний папір та крейдований картон. Це покращує друк, стійкість чорнила та гладкість поверхні, завдяки чому друковані зображення та текст є більш чіткими та яскравими.
2. Пакувальний папір: КМЦ натрію використовується в пакувальних паперах і картоні, таких як складані коробки, гофроящики та паперові пакети. Він покращує міцність поверхні, жорсткість і обробку поверхні, покращуючи зовнішній вигляд і якість пакувальних матеріалів.
3. Папір для серветок і рушників: КМЦ натрію додають до серветок і паперу для рушників для покращення вологостійкості, м’якості та поглинання. Це покращує цілісність і довговічність листа, забезпечуючи краще утримання вологи та стійкість до розриву тканинних виробів.
4. Спеціальний папір: Sodium CMC знаходить застосування в спеціальному папері, такому як антизахисні вкладиші, термопапір і папір для захисту. Він надає певні функції, такі як властивості вивільнення, термостійкість і захист від підробок, щоб відповідати вимогам спеціалізованих програм.

Екологічна стійкість:

Однією з ключових переваг натрієвої CMC у виробництві паперу є її екологічність. Будучи відновлюваним, біологічно розкладаним і нетоксичним матеріалом, CMC пропонує екологічно чисті альтернативи синтетичним добавкам і покриттям для паперових виробів. Його здатність до біологічного розкладання забезпечує мінімальний вплив на навколишнє середовище та підтримує практику сталого лісового господарства та ініціативи циклічної економіки в паперовій промисловості.

Висновок:

Натрієва карбоксиметилцелюлоза (CMC) відіграє життєво важливу роль у паперовій промисловості, покращуючи якість, ефективність і довговічність продукції з паперу та картону. Його багатофункціональні властивості роблять його універсальною добавкою для покращення утримання, міцності, властивостей поверхні та технологічності на різних етапах процесу виробництва паперу. Від паперу для друку та пакування до цигаркового та спеціального паперу, натрієвий CMC знаходить різноманітне застосування в різних сортах і типах паперової продукції, сприяючи вдосконаленню технології виготовлення паперу та розробці інноваційних матеріалів на основі паперу. Оскільки попит на високоякісну, екологічно чисту паперову продукцію продовжує зростати, натрієва КМЦ залишається цінним інгредієнтом у пошуках більш стійких і ресурсозберігаючих методів виготовлення паперу.