Карбоксиметилцелулозата (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) е етерно производно на естествената целулоза.Представлява бял или леко жълт прах.Това е водоразтворимо анионно повърхностно активно вещество.Той е без мирис, вкус, нетоксичен и има отлична разтворимост във вода., Вискозитет, емулгиране, дифузия, устойчивост на ензими, стабилност и екологичност, CMC се използва широко в производството на хартия, текстил, печат и боядисване, петрол, зелено земеделие и полимерни полета.В хартиената промишленост CMC се използва широко в агенти за оразмеряване на повърхности и лепила за покрития в продължение на много години, но не е добре разработен и приложен като агент за укрепване на мокър край при производството на хартия.
Повърхността на целулозата е отрицателно заредена, следователно анионните полиелектролити обикновено не я адсорбират.Проучванията обаче показват, че CMC може да се прикрепи към повърхността на пулпа за избелване без елементарен хлор (ECF), което може да увеличи здравината на хартията;в допълнение, CMC също е дисперсант, който може да подобри дисперсията на влакната в суспензията, като по този начин осигурява равномерност на хартията.Подобряването на степента също така увеличава физическата здравина на хартията;освен това карбоксилната група на CMC ще образува водородна връзка с хидроксилната група на целулозата върху влакното, за да увеличи здравината на хартията.Силата на подсилената хартия е свързана със степента и разпределението на адсорбцията на CMC върху повърхността на влакната, а силата и разпределението на адсорбцията на CMC върху повърхността на влакната са свързани със степента на заместване (DS) и степента на полимеризация (DP) на CMC;зарядът, степента на биене и рН на влакното, йонната сила на средата и т.н., всички те ще повлияят на количеството адсорбция на CMC върху повърхността на влакното, като по този начин ще повлияят на здравината на хартията.
Тази статия се фокусира върху влиянието на процеса на добавяне на мокър край на CMC и неговите характеристики върху подобряването на якостта на хартията, за да се оцени потенциалът за приложение на CMC като укрепващ агент за мокър край на производството на хартия и да се осигури основа за прилагането и синтеза на CMC в мокрия край на производството на хартия.
1. Приготвяне на CMC разтвор
Претеглете точно 5,0 g CMC (абсолютно сух, превърнат в чист CMC), бавно го добавете към 600 ml (50°C) дестилирана вода при разбъркване (500 r/min), продължете да разбърквате (20 min), докато разтворът стане бистър, и го оставете охладете до стайна температура, използвайте 1L мерителна колба до постоянен обем, за да приготвите CMC воден разтвор с концентрация 5,0g/L и го оставете да престои на хладно място при стайна температура за 24 часа за по-късна употреба.
Като се има предвид действителното промишлено приложение (неутрално производство на хартия) и ефекта на усилване на CMC, когато pH е 7,5, индексът на опън, индексът на спукване, индексът на разкъсване и издръжливостта на сгъване на хартиения лист съответно се увеличават с 16,4 спрямо съответната якост на празната контрола проба.%, 21,0%, 13,2% и 75%, с очевиден ефект на подобряване на хартията.Изберете pH 7,5 като pH стойност за последващо добавяне на CMC.
2. Ефект на дозировката на CMC върху подобряването на хартиения лист
Добавете NX-800AT карбоксиметил целулоза, дозировката е 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (за абсолютно суха целулоза).При същите други условия празната проба без добавяне на CMC се използва като контролна проба.
Когато съдържанието на CMC е 0,12%, резултатите показват, че индексът на опън, индексът на спукване, индексът на разкъсване и якостта на сгъване на хартиения лист се повишават съответно с 15,2%, 25,9%, 10,6% и 62,5% в сравнение с празната проба.Може да се види, че като се има предвид индустриалната реалност, идеалният ефект на усилване все още може да се получи, когато се избере ниска доза CMC (0,12%).
3. Ефектът на CMC молекулното тегло върху укрепването на хартиения лист
При определени условия вискозитетът на CMC относително представлява размера на неговото молекулно тегло, тоест степента на полимеризация.Добавяйки CMC към суспензията от хартиен материал, вискозитетът на CMC оказва значително влияние върху ефекта от употребата.
Добавете съответно 0,2% NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT карбоксиметил целулоза резултати от теста, вискозитетът е 0 означава празна проба.
Когато вискозитетът на CMC е 400～600mPa•s, добавянето на CMC може да постигне добър усилващ ефект.
4. Ефект на степента на заместване върху якостта на CMC-усилената хартия
Степента на заместване на CMC, добавена към мокрия край, се контролира между 0,40 и 0,90.Колкото по-висока е степента на заместване, толкова по-добра е еднородността и разтворимостта на заместването и толкова по-равномерно е взаимодействието с влакното, но отрицателният заряд също се увеличава съответно, което ще повлияе на комбинацията между CMC и влакното [11].Добавете 0,2% NX-800 и NX-800AT карбоксиметил целулоза със същия вискозитет съответно, резултатите са показани на Фигура 4.
Якостта на спукване, якостта на разкъсване и якостта на сгъване намаляват с увеличаването на степента на заместване на CMC и достигат максимума, когато степента на заместване е 0,6, които се увеличават съответно с 21,0%, 13,2% и 75% в сравнение с празната проба.За сравнение, CMC със степен на заместване от 0,6 е по-благоприятна за подобряване на здравината на хартията.
5. Заключение
5.1 pH на системата за мокър край на суспензията има важно влияние върху здравината на хартиения лист с CMC.Когато pH е в диапазона от 6,5 до 8,5, добавянето на CMC може да окаже добър укрепващ ефект, а CMC укрепването е подходящо за неутрално производство на хартия.
5.2 Количеството CMC има голямо влияние върху укрепването на CMC хартията.С увеличаването на съдържанието на CMC, якостта на опън, устойчивостта на спукване и якостта на разкъсване на хартиения лист първо се увеличиха и след това имаха тенденция да бъдат относително стабилни, докато издръжливостта на сгъване показа тенденция първо да нараства и след това да намалява.Когато дозата е 0,12%, може да се получи очевидният ефект на укрепване на хартията.
Молекулното тегло на 5.3CMC също оказва значително влияние върху укрепващия ефект на хартията.CMC с вискозитет от 400-600mPa·s може да постигне добро укрепване на листа.
5.4 Степента на заместване на CMC оказва влияние върху укрепващия ефект на хартията.CMC със степен на заместване от 0,6 и 0,9 очевидно може да подобри показателите за якост на хартията.Усилващият ефект на CMC със степен на заместване 0,6 е по-добър от този на CMC със степен на заместване 0,9.
Време на публикуване: 28 януари 2023 г