Qog'oz sanoatida tsellyuloza efiri

Ushbu maqola qog'oz ishlab chiqarish sanoatida tsellyuloza efirlarining turlari, tayyorlash usullari, ishlash xususiyatlari va qo'llanilishi holati bilan tanishtiradi, rivojlanish istiqbollari bilan tsellyuloza efirlarining ba'zi yangi navlarini ilgari suradi va ularni qog'oz ishlab chiqarishda qo'llash va rivojlanish tendentsiyasini muhokama qiladi.

Kalit so'zlar:tsellyuloza efiri; ishlash; qog'oz sanoati

Tsellyuloza tabiiy polimer birikmasi bo'lib, uning kimyoviy tuzilishi suvsiz polisaxarid makromolekulasidir.β-glyukoza asosiy halqa sifatida va har bir asosiy halqada birlamchi gidroksil guruhi va ikkilamchi gidroksil guruhi mavjud. Uning kimyoviy modifikatsiyasi orqali bir qator tsellyuloza hosilalarini olish mumkin. Tsellyuloza efirini tayyorlash usuli tsellyulozani NaOH bilan reaksiyaga kiritish, so'ngra metilxlorid, etilen oksidi, propilen oksidi va boshqalar kabi turli funktsional reaktivlar bilan eterifikatsiya reaktsiyasini o'tkazish va keyin qo'shimcha mahsulot tuzini va bir oz tsellyuloza natriyini olish uchun yuvishdir. mahsulot. Tsellyuloza efiri tsellyulozaning muhim hosilalaridan biri bo'lib, tibbiyot va gigiena, kundalik kimyo sanoati, qog'oz ishlab chiqarish, oziq-ovqat, tibbiyot, qurilish, materiallar va boshqa sohalarda keng qo'llanilishi mumkin. Keyingi yillarda xorijiy mamlakatlarda uning tadqiqotlariga katta ahamiyat berilib, amaliy fundamental tadqiqotlar, amaliy amaliy ta’sirlar va tayyorgarlik ishlari bo‘yicha ko‘plab yutuqlarga erishildi. So'nggi yillarda Xitoyda ba'zi odamlar asta-sekin bu jihatni tadqiq qilish bilan shug'ullana boshladilar va dastlab ishlab chiqarish amaliyotida ba'zi natijalarga erishdilar. Shuning uchun tsellyuloza efirini ishlab chiqish va ishlatish qayta tiklanadigan biologik resurslardan kompleks foydalanish va qog'oz sifati va ish faoliyatini yaxshilashda juda muhim rol o'ynaydi. Bu ishlab chiqishga arziydigan qog'oz ishlab chiqaruvchi qo'shimchalarning yangi turi.

1. Tsellyuloza efirlarini tasniflash va olish usullari

Tsellyuloza efirlarining tasnifi odatda ionlilikka ko'ra 4 toifaga bo'linadi.

1.1 Noionik tsellyuloza efiri

Ion bo'lmagan tsellyuloza efiri asosan tsellyuloza alkil efiridir va uni tayyorlash usuli tsellyuloza bilan NaOH bilan reaksiyaga kirishadi va keyin monoxlorometan, etilen oksidi, propilen oksidi va boshqalar kabi turli funktsional monomerlar bilan eterifikatsiya reaktsiyasini o'tkazadi va keyin yuvish yo'li bilan olinadi. qo'shimcha mahsulot tuzi va tsellyuloza natriy, asosan metil tsellyuloza efiri, metil gidroksietil tsellyuloza efiri, metil gidroksipropil tsellyuloza efiri, gidroksietil tsellyuloza efiri, siyanoetil tsellyuloza efiri va gidroksibutil tsellyuloza efiri keng qo'llaniladi.

1.2 Anion tsellyuloza efiri

Anion tsellyuloza efirlari asosan natriy karboksimetil tsellyuloza va natriy karboksimetil gidroksietil tsellyuloza hisoblanadi. Tayyorlash usuli tsellyuloza bilan NaOH bilan reaksiyaga kirishib, so'ngra xloroasetik kislota, etilen oksidi va propilen oksidi bilan efirni o'tkazishdir. Kimyoviy reaktsiya, keyin esa yon mahsulot tuzi va natriy tsellyulozasini yuvish yo'li bilan olinadi.

1.3 Kationik tsellyuloza efiri

Kationik tsellyuloza efirlari asosan 3-xloro-2-gidroksipropiltrimetilammoniy xlorid tsellyuloza efirini o'z ichiga oladi, u tsellyulozani NaOH bilan reaksiyaga kirishtirib, so'ngra katyonik eterlashtiruvchi 3-xloro-2-gidroksipropil trimetil ammoniy xlorid yoki etiloksidilepoksidlanish reaktsiyasi bilan reaksiyaga kirishadi. so'ngra qo'shimcha mahsulot tuzi va natriy tsellyulozasini yuvish orqali olinadi.

1.4 Tsvitterion tsellyuloza efiri

Tsvitterion tsellyuloza efirining molekulyar zanjiri ham anion guruhlarga, ham katyonik guruhlarga ega. Uni tayyorlash usuli tsellyuloza bilan NaOH bilan reaksiyaga kirishadi va keyin monokloroatsetik kislota va katyonik eterifikatsiya agenti bilan reaksiyaga kirishadi 3-xloro-2-gidroksipropil Trimetilamonyum xlorid efirlashtiriladi, so'ngra qo'shimcha mahsulot tuzi va natriy tsellyulozani yuvish yo'li bilan olinadi.

2. Sellyuloza efirining ishlashi va xususiyatlari

2.1 Filmning shakllanishi va yopishishi

Tsellyuloza efirining eterifikatsiyasi uning eruvchanligi, plyonka hosil qilish qobiliyati, bog'lanish kuchi va tuzga chidamliligi kabi xususiyatlari va xususiyatlariga katta ta'sir ko'rsatadi. Tsellyuloza efiri yuqori mexanik kuchga, moslashuvchanlikka, issiqlikka chidamliligiga va sovuqqa chidamliligiga ega va turli qatronlar va plastifikatorlar bilan yaxshi mos keladi va plastmassa, plyonkalar, laklar, yopishtiruvchi moddalar, lateks va dori-darmonlarni qoplash uchun ishlatilishi mumkin.

2.2 Eruvchanligi

Tsellyuloza efiri poligidroksil guruhlari mavjudligi sababli suvda yaxshi eruvchanlikka ega va turli o'rinbosarlarga ko'ra organik erituvchilar uchun turli xil erituvchi selektivlikka ega. Metiltsellyuloza sovuq suvda eriydi, issiq suvda erimaydi, shuningdek, ba'zi erituvchilarda ham eriydi; metil gidroksietil tsellyuloza sovuq suvda eriydi, issiq suvda va organik erituvchilarda erimaydi. Ammo metiltsellyuloza va metilgidroksietiltsellyulozaning suvdagi eritmasi qizdirilganda metiltsellyuloza va metilgidroksietiltsellyuloza cho‘kadi. Metiltsellyuloza 45-60 da cho'ktiriladi°C, aralash efirlangan metil gidroksietil tsellyulozaning cho'kma harorati 65-80 ga ko'tariladi.°C. Harorat pasaytirilsa, cho‘kma qayta eriydi. Gidroksietilselüloza va natriy karboksimetiltsellyuloza har qanday haroratda suvda eriydi va organik erituvchilarda erimaydi (bir nechta istisnolardan tashqari). Ushbu xususiyatdan foydalanib, turli xil yog 'kovucular va eruvchan kino materiallarini tayyorlash mumkin.

2.3 Qalinlash

Sellyuloza efiri suvda kolloid holida eriydi, uning qovushqoqligi sellyuloza efirining polimerlanish darajasiga bog’liq bo’lib, eritmada gidratlangan makromolekulalar mavjud. Makromolekulalar oʻralashib qolganligi sababli eritmalarning oqim harakati Nyuton suyuqliklarinikidan farq qiladi, lekin kesish kuchi bilan oʻzgaruvchan harakatni namoyon qiladi. Tsellyuloza efirining makromolekulyar tuzilishi tufayli eritmaning qovushqoqligi konsentratsiya ortishi bilan tez ortadi va harorat oshishi bilan tez kamayadi. Uning xususiyatlariga ko'ra, karboksimetil tsellyuloza va gidroksietil tsellyuloza kabi tsellyuloza efirlari kundalik kimyoviy moddalar uchun quyuqlashtiruvchi moddalar, qog'oz qoplamalari uchun suvni ushlab turuvchi moddalar va me'moriy qoplamalar uchun quyuqlashtiruvchi moddalar sifatida ishlatilishi mumkin.

2.4 Emirilish qobiliyati

Tsellyuloza efiri suv fazasida eriganida, bakteriyalar ko'payadi va bakteriyalarning o'sishi ferment bakteriyalarini ishlab chiqarishga olib keladi. Ferment tsellyuloza efiriga qo'shni bo'lgan almashtirilmagan angidroglyukoza birliklarini uzib, polimerning nisbiy molekulyar og'irligini kamaytiradi. Shuning uchun, agar tsellyuloza efirining suvli eritmasi uzoq vaqt davomida saqlanishi kerak bo'lsa, unga konservantlar qo'shilishi kerak va hatto antibakterial xususiyatga ega bo'lgan tsellyuloza efirlari uchun ham ma'lum antiseptik choralar ko'rish kerak.

3. Tsellyuloza efirining qog'oz sanoatida qo'llanilishi

3.1 Qog'ozni mustahkamlovchi vosita

Misol uchun, CMC tolali dispersant va qog'ozni mustahkamlovchi vosita sifatida ishlatilishi mumkin, bu pulpaga qo'shilishi mumkin. Natriy karboksimetil tsellyuloza pulpa va plomba zarralari bilan bir xil zaryadga ega bo'lganligi sababli, u tolaning tekisligini oshirishi mumkin. Elyaflar orasidagi bog'lanish ta'sirini yaxshilash va qog'ozning tortish kuchi, portlash kuchi va qog'oz tekisligi kabi jismoniy ko'rsatkichlarni yaxshilash mumkin. Masalan, Longzhu va boshqalar 100% oqartirilgan sulfitli yog'och xamiri, 20% talk kukuni, 1% disperslangan rozin elimidan foydalanadilar, alyuminiy sulfat bilan pH qiymatini 4,5 ga sozlaydilar va yuqori viskoziteli CMC (yopishqoqlik 800 ~ 1200MPA.S) dan foydalanadilar. almashtirish 0,6 ga teng. Ko'rinib turibdiki, CMC qog'ozning quruq kuchini yaxshilashi va uning o'lchamini yaxshilashi mumkin.

3.2 Yuzaki o'lchamlarni aniqlash vositasi

Natriy karboksimetil tsellyuloza qog'oz sirtining mustahkamligini yaxshilash uchun qog'oz sirtini o'lchash vositasi sifatida ishlatilishi mumkin. Uning qo'llanilishi ta'siri polivinil spirti va o'zgartirilgan kraxmal o'lchov agentining hozirgi ishlatilishiga nisbatan sirt kuchini taxminan 10% ga oshirishi mumkin va dozani taxminan 30% ga kamaytirish mumkin. Bu qog'oz ishlab chiqarish uchun juda istiqbolli sirt o'lchami agenti bo'lib, ushbu yangi navlar seriyasini faol ravishda ishlab chiqish kerak. Kationik tsellyuloza efiri katyonik kraxmalga qaraganda yaxshiroq sirt o'lchamiga ega. Bu nafaqat qog'ozning sirt kuchini yaxshilash, balki qog'ozning siyohni yutish ko'rsatkichlarini yaxshilash va bo'yash effektini oshirishi mumkin. Bundan tashqari, istiqbolli sirt o'lchami agenti hisoblanadi. Mo Lixuan va boshqalar qog'oz va kartonda sirt o'lchamlarini sinovdan o'tkazish uchun natriy karboksimetil tsellyuloza va oksidlangan kraxmaldan foydalanganlar. Natijalar shuni ko'rsatadiki, CMC ideal sirt o'lchamlari effektiga ega.

Metil karboksimetil tsellyuloza natriy ma'lum bir o'lchov ko'rsatkichiga ega va karboksimetil tsellyuloza natriy pulpa o'lchami agenti sifatida ishlatilishi mumkin. O'zining o'lchov darajasiga qo'shimcha ravishda, katyonik tsellyuloza efiri qog'oz ishlab chiqarishni saqlash uchun yordamchi filtr sifatida ham ishlatilishi mumkin, nozik tolalar va plomba moddalarining saqlanish darajasini yaxshilaydi va qog'ozni mustahkamlovchi vosita sifatida ham foydalanish mumkin.

3.3 Emulsiya stabilizatori

Tsellyuloza efiri suvli eritmada yaxshi qalinlashtiruvchi ta'sirga ega bo'lganligi sababli emulsiya tayyorlashda keng qo'llaniladi, bu emulsiya dispersiyasi muhitining viskozitesini oshiradi va emulsiya cho'kishi va qatlamlanishini oldini oladi. Natriy karboksimetil tsellyuloza, gidroksietil tsellyuloza efiri, gidroksipropil tsellyuloza efiri va boshqalar anion disperslangan rozin saqich, katyonik tsellyuloza efiri, gidroksietil tsellyuloza efiri, gidroksipropil tsellyuloza eter, bazipropil tsellyuloza eter va boshqalar uchun stabilizatorlar va himoya vositalari sifatida ishlatilishi mumkin. eter va boshqalar, shuningdek, katyonik dispers rozin saqichlari, AKD, ASA va boshqa o'lchov agentlari uchun himoya vositalari sifatida ishlatilishi mumkin. Longzhu va boshqalar. 100% oqartirilgan sulfitli yog'och xamiri, 20% talk kukuni, 1% disperslangan rozin elim ishlatilgan, alyuminiy sulfat bilan pH qiymatini 4,5 ga o'rnatgan va yuqori viskoziteli CMC (yopishqoqlik 800 ~ 12000MPA.S) ishlatilgan. O'zgartirish darajasi 0,6 ni tashkil qiladi va u ichki o'lchov uchun ishlatiladi. Natijalardan ko'rinib turibdiki, CMC o'z ichiga olgan rozin kauchukining o'lchami darajasi aniq yaxshilangan va rozin emulsiyasining barqarorligi yaxshi va kauchuk materialni ushlab turish darajasi ham yuqori.

3.4 Qoplovchi suvni ushlab turuvchi vosita

Qog'oz qoplamasi birlashtiruvchi, siyanetil tsellyuloza, gidroksietil tsellyuloza va boshqalarni qoplash va qayta ishlash uchun ishlatiladi, kazein va lateksning bir qismini almashtirishi mumkin, shuning uchun bosma siyoh osongina kirib boradi va qirralarning aniq bo'ladi. Karboksimetil tsellyuloza va gidroksietil karboksimetil tsellyuloza efiri pigment dispersant, quyuqlashtiruvchi, suvni ushlab turuvchi vosita va stabilizator sifatida ishlatilishi mumkin. Masalan, qoplangan qog'oz qoplamalarini tayyorlashda suvni ushlab turuvchi vosita sifatida ishlatiladigan karboksimetil tsellyuloza miqdori 1-2% ni tashkil qiladi.

4. Qog'oz sanoatida qo'llaniladigan tsellyuloza efirining rivojlanish tendentsiyasi

Maxsus funktsiyalarga ega bo'lgan tsellyuloza hosilalarini olish uchun kimyoviy modifikatsiyadan foydalanish dunyodagi eng katta tabiiy organik moddalar - tsellyulozadan yangi foydalanishni izlashning samarali usuli hisoblanadi. Tsellyuloza hosilalarining ko'p turlari va keng funktsiyalari mavjud va tsellyuloza efirlari mukammal ishlashi tufayli ko'plab sohalarda qo'llanilgan. Qog'oz sanoati ehtiyojlarini qondirish uchun tsellyuloza efirining rivojlanishi quyidagi tendentsiyalarga e'tibor qaratish lozim:

(1) Turli xil qog'oz navlarini ishlab chiqarishda tanlash uchun turli darajadagi almashtirish, turli yopishqoqlik va turli nisbiy molekulyar massalarga ega bo'lgan seriyali mahsulotlar kabi qog'oz sanoati uchun mos keladigan tsellyuloza efirlarining turli xil spetsifikatsiya mahsulotlarini ishlab chiqish.

(2) Qog'oz ishlab chiqarishni ushlab turish va drenajlash uchun mos bo'lgan kationik tsellyuloza efirlari, sirt o'lchami agentlari va qoplama lateks siyanoetil tsellyuloza efirini mustahkamlash uchun mustahkamlovchi moddalar sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan tsellyuloza efirlari kabi tsellyuloza efirlarining yangi navlarini ishlab chiqishni ko'paytirish kerak. va shunga o'xshashlar bog'lovchi sifatida.

(3) Tsellyuloza efirini tayyorlash jarayoni va uni yangi tayyorlash usuli bo'yicha tadqiqotlarni, ayniqsa, xarajatlarni kamaytirish va jarayonni soddalashtirish bo'yicha tadqiqotlarni kuchaytirish.

(4) Tsellyuloza efirlarining xossalari, ayniqsa, kino hosil qiluvchi xususiyatlar, turli tsellyuloza efirlarining bog'lanish xususiyatlari va qalinlashtiruvchi xususiyatlari bo'yicha tadqiqotlarni kuchaytirish va qog'oz ishlab chiqarishda tsellyuloza efirlarini qo'llash bo'yicha nazariy tadqiqotlarni kuchaytirish.