Бумажные химикаты

редактировать

Химические вещества для бумаги обозначают группу химикатов, которые используются для производства бумаги или изменяют свойства бумаги. Эти химические вещества можно использовать для изменения бумаги разными способами, включая изменение ее цвета и яркости или повышение ее прочности и водостойкости.

Завод сульфитной целлюлозы, сбрасывающий сточные воды в 1973 году

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Химические вещества, используемые в производстве бумаги
  • 2 Варка целлюлозы
  • 3 Отбеливание
  • 4 Размеры
  • 5 Укрепление
    • 5.1 Прочность во влажном состоянии
    • 5.2 Прочность в сухом состоянии
  • 6 связующих
  • 7 наполнителей
  • 8 Удержание
  • 9 Покрытие
    • 9.1 Пигменты
    • 9.2 Оптически осветляющий агент
  • 10 См. Также
  • 11 Источники
  • 12 Внешние ссылки

Химические вещества, используемые в производстве бумаги

Варка целлюлозы

Химическая варка целлюлозы включает растворение лигнина для извлечения целлюлозы из древесного волокна. Различные процессы химической варки целлюлозы включают крафт-процесс, который использует каустическую соду и сульфид натрия и является наиболее распространенным; в качестве альтернативы использование сернистой кислоты известно как сульфитный процесс, нейтральный полухимический сульфит обрабатывают как третий процесс, отдельный от сульфита, и варку натриевой целлюлозы, которая является наименее экологически опасной с использованием гидроксида натрия или антрахинона.

Каустическая сода добавляется для увеличения pH в процессе варки волокон. Более высокий pH раствора бумажных волокон приводит к сглаживанию и набуханию волокон, что важно для процесса измельчения волокон.

Обработка мякоти в взбивателе Hollander

Отбеливание

Основная статья: Отбеливание древесной массы

При производстве белой бумаги древесную массу отбеливают, чтобы удалить любой цвет из следовых количеств лигнина, которые не были извлечены в процессе химической варки целлюлозы. Существует три основных метода отбеливания:

  1. При отбеливании элементарным хлором используются хлор и гипохлорит.
  2. Отбеливание без использования элементарного хлора более безопасно для окружающей среды, поскольку исключает использование гипохлорита и заменяет хлор диоксидом хлора или хлоратом натрия.
  3. При отбеливании без хлора используются кислород и перекись водорода. Это наиболее экологически чистый процесс, поскольку он устраняет все хлорированные загрязнители.

Размеры

Основная статья: Размеры

Большинство типов бумаги должны обладать некоторой водостойкостью для поддержания определенного качества письма и пригодности для печати. До 1980 года обычным способом добавления этого сопротивления было использование канифоли в сочетании с квасцами. Когда бумажная промышленность начала использовать мел вместо фарфоровой глины в качестве наполнителя, химия бумаги была вынуждена перейти на нейтральный процесс. Сегодня в основном используются AKD ( димер алкилкетена ) и ASA ( ангидрид алкенилянтарной кислоты ).

Укрепление

Влажная прочность

Основная статья: Влажная прочность

Добавки, повышающие влагопрочность, гарантируют, что бумага сохраняет свою прочность при намокании. Это особенно важно для папиросной бумаги. Химические вещества, обычно используемые для этой цели, включают эпихлоргидрин, меламин, мочевину формальдегид и полиимины. Эти вещества полимеризуются в бумаге и приводят к образованию укрепляющей сети.

Катионный крахмал

Для повышения прочности бумаги во влажную целлюлозу в процессе производства добавляют катионный крахмал. Крахмал имеет аналогичную химическую структуру, что и целлюлозное волокно пульпы, а поверхность как крахмала, так и волокна заряжена отрицательно. Добавляя катионный (положительно заряженный) крахмал, волокна могут связываться с крахмалом и, таким образом, также увеличивать межсоединения между волокнами. Положительно заряженная часть крахмала обычно образована катионами четвертичного аммония. Используемые четвертичные соли включают 2,3-эпоксипропилтриметиламмонийхлорид (EPTAC, также известный как или Glytac Quab, GMAC ™) и хлорид (3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония (CHPTAC, также известный как Quat 188, Quab 188, Reagens ™).

Сухая прочность

Добавки, повышающие прочность в сухом состоянии, или агенты, повышающие прочность в сухом состоянии, представляют собой химические вещества, улучшающие прочность бумаги в нормальных условиях. Они улучшают прочность бумаги на сжатие, прочность на разрыв, прочность на разрыв и сопротивление расслаиванию. Типичные используемые химические вещества включают производные катионного крахмала и полиакриламида (ПАМ). Эти вещества действуют путем связывания волокон, часто с помощью ионов алюминия в листе бумаги.

Связующие

Связующие способствуют связыванию частиц пигмента между собой и слоем покрытия бумаги. Связующие представляют собой сферические частицы диаметром менее 1 мкм. Обычными связующими являются сополимер стирола и малеинового ангидрида или сополимер стирола и акрилата. Поверхность химический состав отличается от адсорбции из акриловой кислоты или анионного поверхностно -активного вещества, оба из которых используются для стабилизации дисперсии в воде. Совместные связующие или загустители, как правило, представляют собой водорастворимые полимеры, которые влияют на вязкость цвета бумаги, водоудержание, проклейку и блеск. Некоторые общие примеры - карбоксиметилцеллюлоза (CMC), катионная и анионная гидроксиэтилцеллюлоза (EHEC), модифицированный крахмал и декстрин. Стирол-бутадиеновый латекс, стирол-акрил, декстрин, окисленный крахмал используются в покрытиях для связывания наполнителя с бумагой. Со-связующие вещества представляют собой натуральные продукты, такие как крахмал и КМЦ ( карбоксиметилцеллюлоза ), которые используются вместе с синтетическими связующими, такими как стирол-акрил или стирол-бутадиен. Со-связующие используются для снижения стоимости синтетического связующего и улучшения водоудержания и реологии покрытия.

Связующие сферы, покрытые акриловой кислотой (а) и анионным поверхностно-активным веществом (б). Молекулярная структура катионного крахмала. Повторяющаяся единица крахмала происходит из глюкозы, соединенной гликозидными связями.

Наполнители

Основная статья: Наполнитель (материалы)

Минеральные наполнители используются для снижения расхода более дорогих связующих материалов или для улучшения некоторых свойств бумаги. Китайская глина, карбонат кальция, диоксид титана и тальк - обычные минеральные наполнители, используемые в производстве бумаги.

Удержание

Основная статья: Удерживающий агент

Удерживающий агент добавляется для связывания наполнителей с бумагой. Наполнители, такие как карбонат кальция, обычно имеют слабый поверхностный заряд. Удерживающий агент представляет собой полимер с высоким содержанием катионных положительно заряженных групп. Дополнительной функцией удерживающего агента является ускорение обезвоживания в секции проволоки бумагоделательной машины. Полиэтиленимин и полиакриламид являются примерами химикатов, используемых в этом процессе.

Покрытие

Основная статья: мелованная бумага

Пигменты

Бумажное покрытие

Могут быть добавлены пигменты, поглощающие в желтой и красной части видимого спектра. По мере того как краситель поглощает свет, яркость бумаги будет уменьшаться, в отличие от эффекта оптического осветлителя. Для увеличения белизны часто используют комбинацию пигментов и оптического осветлителя. Чаще всего используются пигменты синего и фиолетового цветов.

Оптико-осветляющий агент

Оптический отбеливатель используется для того, чтобы бумага выглядела белее. Оптические осветляющие агенты используют флуоресценцию для поглощения невидимого излучения из ультрафиолетовой части светового спектра и повторного испускания излучения в виде света в видимом синем диапазоне. Таким образом, оптический осветляющий агент создает синий свет, который добавляется к отраженному свету. Дополнительный синий свет смещает желтоватый оттенок, который в противном случае существовал бы в характеристиках отраженного света. Таким образом, увеличивается яркость материала (когда освещение включает ультрафиолетовое излучение).

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Последняя правка сделана 2023-04-13 09:58:01
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте