Kasutamine paberitootmise märjas otsas

Pindaktiivsed ained liimimiseks on olulised märgotsa kemikaalid, mis annavad paberile ja papile veekindluse. Neid kasutatakse enamasti kirjutamiseks, trükkimiseks, pakendamiseks ning ehituspaberi ja -papi jaoks.

Peamised liimimisainete tüübid on vaigul põhinevad liimimisained ja sünteetilised liimimisained. Dispergeeritud vaiguliimi valmistamine on füüsikaline ja keemiline protsess, mille käigus tahke vaik neelab soojust ja muutub vedelaks vaiguks. Vaiguvedeliku ja vee vahel on suur pindadevaheline pinge ning seda pindadevahelist pinget saab vähendada ainult pindaktiivsete ainete lisamisega. Vaigu dispergeerimiseks kasutatavad emulgaatorid ja dispergeerivad ained on mõlemad pindaktiivsed ained. Õige pindaktiivse aine valimine on dispergeeritud vaigu valmistamise võti ning tavaliselt kasutatavate hulka kuuluvad anioonsed, katioonsed ja tsvitterioonsed ained. Hiinas on kõige sagedamini kasutatav emulgaator anioonne dispergeeritud kampolikummi ja tavaliselt kasutatavad emulgaatorid on polüoksüetüleeni tüüpi, näiteks rasvalkoholi polüoksüetüleeneetri fosfaat, naatrium-2-hüdroksü-3-(stüreenglükool)akrüülsulfonaat, naatrium-2-hüdroksü-3-(nonüülfenoksüpolüoksüetüleen)akrüülsulfonaat jne. Katioonse dispergeeritud kampolisuuruse valmistamiseks kasutatakse mõningaid katioonseid emulgaatoreid, näiteks katioonset polüakrüülamiidi, polüamiidpolüamiidepiklorohüdriini ja katioonset tärklist.

Sünteetilised liimained hõlmavad peamiselt alküülketeendimeeri (AKD) ja alküülmerevaikhappeanhüdriidi (ASA). Neid kahte tüüpi liimaineid tuntakse ka reaktiivsete liimainetena, kuna need sisaldavad aktiivseid funktsionaalrühmi, mis suudavad reageerida kiudude hüdroksüülrühmadega ja jääda kiududele. Tänu oma võimele kohaneda kõrge pH-ga (pH = 7,5–8,5) on seda tüüpi liimaine paberitööstuses populaarne, kuna see võimaldab kasutada odavat kaltsiumkarbonaati täiteainena, et parandada paberi tugevust, valgesust ja paberitootmisomadusi. Praegu on üle 50% arenenud riikide kõrgekvaliteedilisest paberist saavutanud keskmise kuni leeliselise paberitootmise. AKD ja ASA ei lahustu vees ning stabiilse AKD kreemi saab valmistada, kasutades emulgaatorina polüoksüetüleeni tüüpi mitteioonseid pindaktiivseid aineid.

Vaigu kontrollimiseks pindaktiivsete ainetega töödeldud tselluloosi pleegitamisprotsessi käigus sadestub järelejäänud vaik. Kui seda õigeaegselt ei eraldata, moodustab see viskoosseid sademeid, mis kleepuvad seadmetele, paberimasina vaskvõrgule, villakangale ja kuivatussilindritele, põhjustades paberitootmise takistusi, mõjutades tavapärast paberitootmist ja põhjustades ka paberihaigusi. Lisaks võivad vanapaberi laialdase kasutamise tõttu vaigupõhised ained, nagu liimid, tindi sideained ja katteliimid, luua ka vaigutõkkeid, mis mõjutavad paberitootmist. Seetõttu on vaigutõkete kontrollainete uurimine ja arendamine muutunud üha olulisemaks.

Tavaliselt kasutatavate vaigutõkke kontrollainete hulka kuuluvad anorgaanilised täiteained (näiteks talkpulber), fungitsiidid, pindaktiivsed ained, kelaativad ained, katioonsed polümeerid, lipaasid ja membraanide eraldusained. Kõige sagedamini kasutatavad pindaktiivsed ained on anioonsed pindaktiivsed ained, mis on praegu kõige laialdasemalt kasutatavad pindaktiivsed ained, sealhulgas kõrgemate alkoholide sulfaadid, alküülbenseensulfoonhapped ja kõrgemad alkoholid, fosfaadid jne. Katioonsed pindaktiivsed ained on peamiselt alküülamiini soolad või kvaternaarsed ammooniumsoolad. Mitteioonsed pindaktiivsed ained hõlmavad peamiselt polüetüleenglükooli ja polüoole. Lisaks on olemas ka amfoteersed pindaktiivsed ained ja mitmesugused mitmekomponendilised kompleksid. Eemaldav aine on samuti vaigu kontrollaine, mida kasutatakse kuivati ​​ja paberilehe vahelise adhesiooni kontrollimiseks, kaabitsa ja kuivati ​​määrimiseks ning liimi jaotumise kontrollimiseks. See hõlmab peamiselt polüamiidpolümeeri kreemi, näiteks polüvinüülalkoholi kreemi, mineraalõli ja pindaktiivsete ainete sobitamise platvormi pihustamiseks orgaanilise silikoonkreemiga ja polüamiinpolüamiidi katioonse polümeeriga.

Pindaktiivne aine vahutamiseks

Paberitootmisprotsessis sisaldab paberimass väheses koguses looduslikke ja kunstlikult lisatud vahutavaid pindaktiivseid aineid, näiteks tehnilisi elemente ja rasvhappeid, samuti vahu stabilisaatoreid, näiteks sünteetilisi polümeere ja tärklist. Seetõttu tekib vaht, mis põhjustab probleeme, näiteks paberi purunemist või aukude teket paberis. Paberitootmises kasutatavate vahutamisvastaste ainete peamised aktiivsed komponendid on kõrge süsinikusisaldusega alkoholid, polüeetrid, rasvhapete estrid, orgaanilised ränipolümeerid jne. Need valmistatakse tavaliselt vesi-õli kreemiks.

Paberi valmistamiseks mõeldud pehmendaja

Pehmus viitab pindaktiivsete ainete võimele moodustada kiudude pinnale hüdrofoobseid rühmi ja adsorbeerida neid vastupidises suunas, vähendades kiudmaterjali dünaamilisi ja staatilisi hõõrdetegureid, saavutades seeläbi sileda ja pehme tunde. Väävelhappeäädikas, sulfoonitud kastoorõli ja muud anioonsed pindaktiivsed ained avaldavad kiudude pinnale adsorbeerudes pehmendavat toimet.

Katioonsete pindaktiivsete ainete katioonsed rühmad saavad otseselt siduda negatiivselt laetud kiududega, samas kui hüdrofoobsed rühmad moodustavad kiudude välisküljele madala energiaga pindu, mille tulemuseks on eriti hea paindlikkus. Rasvhappe bisamiid-epiklorohüdriini kasutatakse peamiselt paberi puhul, millel on kõrged paindlikkusnõuded, näiteks tualettpaber, kortsupaber, hügieenisidemed, taskurätikud, salvrätikud jne.

Bipolaarsetel ioonsetel pindaktiivsetel ainetel on lai kasutusala. Nende katioonsed rühmad võivad moodustada sidemeid kiududega, samas kui nende anioonsed rühmad võivad siduda kiude polüelektrolüütide või alumiiniumioonide kaudu tselluloosis. Samuti võivad nad põhjustada hüdrofoobsete rühmade väljapoole joondumist, vähendades oluliselt pinnaenergiat. Selliste pindaktiivsete ainete näideteks on 1(.9'-aminoetüül).2. Seitseteist alküülimidasoliinkarboksüülhappe derivaati. Lisaks on nii katioonsetel kui ka amfoteersetel pindaktiivsetel ainetel antibakteriaalsed ja bakteritsiidsed omadused, mis aitavad tõhusalt vältida paberi hallitust.

Orgaanilised ränipindaktiivsed ained kuuluvad spetsiaalsete pindaktiivsete ainete hulka ja katioonseid orgaanilise räni kvaternaarseid ammooniumsoolasid kasutatakse peamiselt pehmendajatena. On ka palju muud tüüpi pehmendajaid, näiteks steariinhappe polüoksüetüleenester, polüoksüetüleen lanoliin, emulgeeritud vaha jne.

Paberi valmistamiseks mõeldud pehmendaja

Pehmus viitab pindaktiivsete ainete võimele moodustada kiudude pinnale hüdrofoobseid rühmi ja adsorbeerida neid vastupidises suunas, vähendades kiudmaterjali dünaamilisi ja staatilisi hõõrdetegureid, saavutades seeläbi sileda ja pehme tunde. Väävelhappeäädikas, sulfoonitud kastoorõli ja muud anioonsed pindaktiivsed ained avaldavad kiudude pinnale adsorbeerudes pehmendavat toimet.

Katioonsete pindaktiivsete ainete katioonsed rühmad saavad otseselt siduda negatiivselt laetud kiududega, samas kui hüdrofoobsed rühmad moodustavad kiudude välisküljele madala energiaga pindu, mille tulemuseks on eriti hea paindlikkus. Rasvhappe bisamiid-epiklorohüdriini kasutatakse peamiselt paberi puhul, millel on kõrged paindlikkusnõuded, näiteks tualettpaber, kortsupaber, hügieenisidemed, taskurätikud, salvrätikud jne.

Bipolaarsetel ioonsetel pindaktiivsetel ainetel on lai kasutusala. Nende katioonsed rühmad võivad moodustada sidemeid kiududega, samas kui nende anioonsed rühmad võivad siduda kiude polüelektrolüütide või alumiiniumioonide kaudu tselluloosis. Samuti võivad nad põhjustada hüdrofoobsete rühmade väljapoole joondumist, vähendades oluliselt pinnaenergiat. Selliste pindaktiivsete ainete näideteks on 1(.9'-aminoetüül).2. Seitseteist alküülimidasoliinkarboksüülhappe derivaati. Lisaks on nii katioonsetel kui ka amfoteersetel pindaktiivsetel ainetel antibakteriaalsed ja bakteritsiidsed omadused, mis aitavad tõhusalt vältida paberi hallitust.

Orgaanilised ränipindaktiivsed ained kuuluvad spetsiaalsete pindaktiivsete ainete hulka ja katioonseid orgaanilise räni kvaternaarseid ammooniumsoolasid kasutatakse peamiselt pehmendajatena.

Samuti on palju muud tüüpi pehmendajaid, näiteks steariinhappe polüoksüetüleenester, polüoksüetüleenlanoliin, emulgeeritud vaha jne.

Antistaatiline aine

Spetsiaalselt töödeldud paberi tootmisel võib mõnikord esineda antistaatilisi probleeme. Pindaktiivsete ainete kasutamine vedeliku töötlemiseks võib tekitada hüdrofiilse välispinna. See tähendab, et antistaatilise ainena moodustab pindaktiivne aine materjali pinnale positiivse adsorptsiooni, moodustades materjali pinnale hüdrofoobse rühma. Hüdrofiilsed rühmad ulatuvad ruumi, suurendades kiudude ioonjuhtivust ja niiskuse neeldumise juhtivust, mille tulemuseks on tühjenemisnähtused ja pinnatakistuse vähenemine, hoides ära staatilise elektri kogunemise. Antistaatiliste ainetena kasutatavatel pindaktiivsetel ainetel on suured hüdrofoobsed rühmad ja tugevad hüdrofiilsed rühmad. Katioonsed pindaktiivsed ained on kõige levinumad ja neil on parim jõudlus, millele järgnevad amfoteersed pindaktiivsed ained.

Kiuddispergeerija

Kiuddispergeerivate ainete peamine ülesanne on vähendada kiudude flokulatsiooni ja parandada paberi moodustumist. Kiuddispergeerivad ained võivad moodustada kiudude pinnale kaksikkihilise struktuuri. Välise dispergeeriva aine polaarsel otsal on tugev afiinsus veega, mis suurendab vee märgumisastet ja tõrjub staatilist elektrit, et saavutada dispersioon. Tavaliselt kasutatavate kiuddispergeerivate ainete hulka kuuluvad osaliselt hüdrolüüsitud polüakrüülamiid (PAM), polüetüleenoksiid (PlEO) jne. PEO-l on kõrge viskoossus, hea vees lahustuvus ja hea määrimisvõime. Hea dispersiooniefekti saavutamiseks võib kasutada alla 0,05% lisamist kallimale tualettpaberile.

Pinna liimimise ja katmise kasutamine paberitootmises

Nii pinna liimimine kui ka katmine hõlmavad kemikaalide pealekandmist paberi pinnale, peamiselt selle pinnaomaduste parandamiseks, trükikvaliteedi parandamiseks ja üldise terviklikkuse parandamiseks. Kuid nende kahe vahel on palju erinevusi, peamine erinevus seisneb selles, et pinna liimimisel kasutatakse sageli ainult liime, katmisel aga nii liime kui ka pigmente; pinna katmiseks kasutatav liim pressitakse paberi sisse, samas kui pealekantav pigment kantakse paberi pinnale.

Pindaktiivsed ained pinna kruntimiseks

Materjali järgi saab seda jagada looduslikeks ja modifitseeritud toodeteks ning sünteetilisteks toodeteks; ioonsete omaduste järgi anioonseteks, katioonseteks ja mitteioonseteks tüüpideks; toote vormi järgi vesilahuse tüüpideks ja kreemi tüüpideks. Tavaliselt kasutatavatel pinnaliimidel on hüdrofoobsed ja hüdrofiilsed rühmad, seega on need üldiselt kõik pindaktiivsed ained. Peamised pinnaliimiained on modifitseeritud tärklis, polüvinüülalkohol (PVA), karboksümetüültselluloos (CMC) ja polüakrüülamiid (PAM). Erinevaid pinnaliimiaineid saab valida vastavalt erinevatele vajadustele. Näiteks: ① Veekindluse parandamiseks võib kasutada AKD-d, dispergeeritud kampolit, parafiini, kroomkloriidstearaati, stüreenmaleiinanhüdriidi kopolümeeri ja muud sünteetilist vaigulateksit; ② Õlikindluse parandamiseks võib lisada orgaanilisi fluoritud ühendeid, nagu perfluoroalküülakrülaatkopolümeerid, perfluorooktaanhappe kroomkompleksid, perfluoroalküülfosfaadid jne. Nakkekindluse suurendamiseks lisage silikoonvaigu. 4. Parandage trükikvaliteeti, kasutades peamiselt modifitseeritud tärklist, CMC-d, PVA-d jne. Parandage kuiva ja märgtugevust, lisades PAM-modifitseeritud tärklist jne. Trüki läike parandamiseks kasutatakse peamiselt CMC-d, naatriumalginaati ja muid materjale. Pinna liimimisefekti parandamiseks on tavaline kasutada koos kahte või enamat liimimisainet ja selle mõju on väga märkimisväärne.

Pindaktiivsed ained

Kattekihtide koostis sisaldab peamiselt liime, pigmente ja muid lisaaineid. Kate ise on keeruline ühend ja see varieerub sõltuvalt konkreetse paberi nõuetest ja valemi koostisest. Pindaktiivsed ained mängivad paberikatete valmistamisel olulist rolli, sealhulgas peamiselt katte dispergeerivad ained, vahutamisvastased ained, määrdeained, säilitusained, antistaatilised ained ja sünteetiline lateks.

Kattekihtide dispergeeriv aine: see on katete kõige olulisem lisand, millest enamik on pindaktiivsed ained. Selle toime seisneb ① pigmendiosakeste laengutes, mis põhjustab nende omavahelise tõukejõu tekkimist; ② pigmendiosakeste pinda kattes toimib see kaitsva kolloidina; ③ osakeste ümber kõrge viskoossusega oleku moodustamises, et vältida mitme osakese agregatsiooni. Varaseimad kasutatud dispergeerivad ained olid fosfaadid, polüsilikaadid, diammooniumvesinikfosfaat, benseensulfoonhappe ja formaldehüüdi kondensatsiooniprodukt, kaseiin, vaiguaraabik jne. Naatriumheksametafosfaat, naatriumpürofosfaat ja naatriumtetrafosfaat on madala tahke aine sisaldusega katetes tavaliselt kasutatavad dispergeerivad ained. Suure tahke aine sisaldusega katetes kasutatakse tavaliselt suure molekulmassiga orgaanilisi dispergeerivaid aineid, nagu naatriumpolüakrülaadi lahus, naatriumpolümetakrülaat ja selle derivaadid, diisobutüleenmaleiinanhüdriidi kopolümeeri dinaatriumsoola lahus, samuti alküülfenooli polüoksüetüleeneeter ja rasvalkoholi polüoksüetüleeneeter.

Vahutamisvastane aine: vaht tekib sageli katte ettevalmistamise ja katmise käigus ning vahutamisvastast ainet tuleb lisada. Peamiselt kasutatakse kõrgemaid alkohole, rasvhappe estreid, tributüülfosfaati, tripropüülfosfaati jne.

Määrdeaine: Paberikatete voolavuse ja määrimisvõime parandamiseks, adhesiooni suurendamiseks, paberikatete sileduse ja läike andmiseks, plastilisuse suurendamiseks, pragunemise vältimiseks ja kaetud paberi trükitavuse parandamiseks võib lisada määrdeaineid. Praegu on enimkasutatavad määrdeained vees lahustuvad metallseebi pindaktiivsed ained, mida esindab kaltsiumstearaat, ja naatriumstearaadi vees lahustuvatel määrdeainetel on samuti oluline mõju. Määrdeainetena saab kasutada ka parafiinsüsivesinikke ja rasvhappe amiine.

Säilitusained: Mõned looduslikud liimid on altid lagunemisele ja hallituse kasvule, seega tuleks paberi katetele lisada korrosioonivastaseid lülisid. Paberi katetes on laialdaselt kasutatud kvaternaarseid ammooniumkatioonseid pindaktiivseid aineid, fluoritud tsüklilisi ühendeid, orgaanilisi broomi- ja väävliühendeid, N-(2-bensimidasolüül)karbamaati (karbendasiimi) jne.

Antistaatiline aine: kattevalemile oktadetsüültrimetüülammooniumfluoriidi, polüoksüetüleensorbitaanestrit, alküülfenoolpolüoksüetüleeneeterfosfaati, polüstüreensulfonaati jne lisades saab paberile anda antistaatilisi omadusi.

Sünteetiline lateks: Sünteetiline lateks on oluline katte liim. Sünteetilise lateksi valmistamisprotsessis mängivad pindaktiivsed ained olulist rolli emulgaatorite, dispergaatorite, stabilisaatorite jms kujul.
#Keemiatoodete tootja#
#Tekstiili abimaterjal#
#Tekstiilkemikaal#
#silikoonpehmendaja#
#silikooni tootja#