Η καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) είναι ένα αιθερικό παράγωγο φυσικής κυτταρίνης.Είναι λευκή ή ελαφρώς κίτρινη σκόνη.Είναι ένα υδατοδιαλυτό ανιονικό επιφανειοδραστικό.Είναι άοσμο, άγευστο, μη τοξικό και έχει εξαιρετική υδατοδιαλυτότητα., Ιξώδες, γαλακτωματοποίηση, διάχυση, αντίσταση στα ένζυμα, σταθερότητα και φιλικότητα προς το περιβάλλον, το CMC χρησιμοποιείται ευρέως στην χαρτοποιία, την κλωστοϋφαντουργία, την εκτύπωση και τη βαφή, το πετρέλαιο, την πράσινη γεωργία και τους τομείς πολυμερών.Στη βιομηχανία χαρτιού, το CMC έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε παράγοντες κολλαρίσματος επιφανειών και κόλλες επίστρωσης για πολλά χρόνια, αλλά δεν έχει αναπτυχθεί καλά και δεν εφαρμόζεται ως ενισχυτικό υγρού άκρου χαρτοποιίας.
Η επιφάνεια της κυτταρίνης είναι αρνητικά φορτισμένη, επομένως, οι ανιονικοί πολυηλεκτρολύτες γενικά δεν την προσροφούν.Ωστόσο, μελέτες έχουν δείξει ότι το CMC μπορεί να προσαρτηθεί στην επιφάνεια του στοιχειακού πολτού λεύκανσης χωρίς χλώριο (ECF), γεγονός που μπορεί να αυξήσει την αντοχή του χαρτιού.Επιπλέον, το CMC είναι επίσης ένα διασκορπιστικό, το οποίο μπορεί να βελτιώσει τη διασπορά των ινών στην ανάρτηση, φέρνοντας έτσι ομοιόμορφο χαρτί.Η βελτίωση του βαθμού αυξάνει επίσης τη φυσική δύναμη του χαρτιού.Επιπλέον, η καρβοξυλομάδα στο CMC θα σχηματίσει έναν δεσμό υδρογόνου με την υδροξυλομάδα της κυτταρίνης στην ίνα για να αυξήσει την αντοχή του χαρτιού.Η αντοχή του ενισχυμένου χαρτιού σχετίζεται με το βαθμό και την κατανομή της προσρόφησης CMC στην επιφάνεια της ίνας και η αντοχή και η κατανομή της προσρόφησης CMC στην επιφάνεια της ίνας σχετίζεται με τον βαθμό υποκατάστασης (DS) και τον βαθμό πολυμερισμού (DP). της CMC?το φορτίο, ο βαθμός χτυπήματος και το pH της ίνας, η ιοντική ισχύς του μέσου κ.λπ. θα επηρεάσουν όλα την ποσότητα προσρόφησης του CMC στην επιφάνεια της ίνας, επηρεάζοντας έτσι την αντοχή του χαρτιού.
Αυτή η εργασία εστιάζει στην επίδραση της διαδικασίας προσθήκης υγρού άκρου CMC και στα χαρακτηριστικά της στη βελτίωση της αντοχής του χαρτιού, προκειμένου να αξιολογήσει τις δυνατότητες εφαρμογής του CMC ως ενισχυτικού υγρού άκρου χαρτοποιίας και να παράσχει μια βάση για την εφαρμογή και τη σύνθεση του CMC. στο υγρό άκρο της χαρτοποιίας.
1. Παρασκευή διαλύματος CMC
Ζυγίστε με ακρίβεια 5,0 γρ. ψύξτε σε θερμοκρασία δωματίου, χρησιμοποιήστε μια ογκομετρική φιάλη 1L σε σταθερό όγκο για να παρασκευάσετε ένα υδατικό διάλυμα CMC με συγκέντρωση 5,0 g/L και αφήστε το σε δροσερό μέρος σε θερμοκρασία δωματίου για 24 ώρες για μελλοντική χρήση.
Λαμβάνοντας υπόψη την πραγματική βιομηχανική εφαρμογή (ουδέτερη παραγωγή χαρτιού) και το αποτέλεσμα ενίσχυσης CMC, όταν το pH είναι 7,5, ο δείκτης εφελκυσμού, ο δείκτης διάρρηξης, ο δείκτης σχίσεως και η αντοχή διπλώματος του φύλλου χαρτιού αυξάνονται αντίστοιχα κατά 16,4 σε σχέση με την αντίστοιχη αντοχή του τυφλού ελέγχου δείγμα.%, 21,0%, 13,2% και 75%, με εμφανές αποτέλεσμα βελτίωσης χαρτιού.Επιλέξτε pH 7,5 ως τιμή pH για επακόλουθη προσθήκη CMC.
2. Επίδραση της δόσης CMC στην ενίσχυση του φύλλου χαρτιού
Προσθέστε NX-800AT καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη, η δοσολογία είναι 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (για απόλυτο ξηρό πολτό).Υπό τις ίδιες άλλες συνθήκες, το τυφλό χωρίς προσθήκη CMC χρησιμοποιήθηκε ως δείγμα ελέγχου.
Όταν η περιεκτικότητα σε CMC είναι 0,12%, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο δείκτης εφελκυσμού, ο δείκτης διάρρηξης, ο δείκτης σχίσεως και η αντοχή αναδίπλωσης του φύλλου χαρτιού αυξάνονται κατά 15,2%, 25,9%, 10,6% και 62,5% αντίστοιχα σε σύγκριση με το τυφλό δείγμα.Μπορεί να φανεί ότι λαμβάνοντας υπόψη τη βιομηχανική πραγματικότητα, το ιδανικό αποτέλεσμα ενίσχυσης μπορεί ακόμα να επιτευχθεί όταν επιλέγεται η χαμηλή δόση CMC (0,12%).
3. Η επίδραση του μοριακού βάρους CMC στην ενίσχυση του φύλλου χαρτιού
Υπό ορισμένες συνθήκες, το ιξώδες του CMC αντιπροσωπεύει σχετικά το μέγεθος του μοριακού του βάρους, δηλαδή τον βαθμό πολυμερισμού.Προσθέτοντας CMC στο εναιώρημα αποθέματος χαρτιού, το ιξώδες του CMC έχει σημαντικό αντίκτυπο στο αποτέλεσμα χρήσης.
Προσθέστε 0,2% NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT αποτελέσματα δοκιμής καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης αντίστοιχα, το ιξώδες είναι 0 σημαίνει τυφλό δείγμα.
Όταν το ιξώδες του CMC είναι 400~600 mPa•s, η προσθήκη CMC μπορεί να επιτύχει καλό ενισχυτικό αποτέλεσμα.
4. Επίδραση του βαθμού υποκατάστασης στην αντοχή χαρτιού ενισχυμένου με CMC
Ο βαθμός υποκατάστασης του CMC που προστίθεται στο υγρό άκρο ελέγχεται μεταξύ 0,40 και 0,90.Όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός υποκατάστασης, τόσο καλύτερη είναι η ομοιομορφία και η διαλυτότητα υποκατάστασης και τόσο πιο ομοιόμορφη η αλληλεπίδραση με την ίνα, αλλά το αρνητικό φορτίο αυξάνεται ανάλογα, γεγονός που θα επηρεάσει τον συνδυασμό μεταξύ CMC και ίνας [11].Προσθέστε 0,2% καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης NX-800 και NX-800AT με το ίδιο ιξώδες αντίστοιχα, τα αποτελέσματα φαίνονται στο Σχήμα 4.
Η ισχύς διάρρηξης, η αντοχή σε σχίσιμο και η ισχύς αναδίπλωσης μειώνονται με την αύξηση του βαθμού υποκατάστασης CMC και φτάνουν στο μέγιστο όταν ο βαθμός υποκατάστασης είναι 0,6, οι οποίοι αυξάνονται αντίστοιχα κατά 21,0%, 13,2% και 75% σε σύγκριση με το τυφλό δείγμα.Συγκριτικά, το CMC με βαθμό υποκατάστασης 0,6 είναι πιο ευνοϊκό για την ενίσχυση της αντοχής του χαρτιού.
5. Συμπέρασμα
5.1 Το pH του συστήματος υγρού άκρου πολτού έχει σημαντική επίδραση στην αντοχή του φύλλου χαρτιού ενισχυμένου με CMC.Όταν το pH είναι στην περιοχή από 6,5 έως 8,5, η προσθήκη CMC μπορεί να ασκήσει καλό ενισχυτικό αποτέλεσμα και η ενίσχυση CMC είναι κατάλληλη για ουδέτερη παραγωγή χαρτιού.
5.2 Η ποσότητα του CMC έχει μεγάλη επίδραση στην ενίσχυση του χαρτιού CMC.Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε CMC, η αντοχή σε εφελκυσμό, η αντίσταση σε διάρρηξη και η αντοχή σε σχίσιμο του φύλλου χαρτιού αυξήθηκαν πρώτα και στη συνέχεια έτειναν να είναι σχετικά σταθερά, ενώ η αντοχή αναδίπλωσης παρουσίασε τάση αύξησης πρώτα και μετά φθίνουσας.Όταν η δόση είναι 0,12%, μπορεί να επιτευχθεί το προφανές αποτέλεσμα ενίσχυσης του χαρτιού.
Το μοριακό βάρος των 5,3 CMC έχει επίσης σημαντικό αντίκτυπο στην ενισχυτική επίδραση του χαρτιού.Το CMC με ιξώδες 400-600mPa·s μπορεί να επιτύχει καλή ενίσχυση του φύλλου.
5.4 Ο βαθμός υποκατάστασης CMC έχει αντίκτυπο στην ενισχυτική επίδραση του χαρτιού.Το CMC με βαθμό αντικατάστασης 0,6 και 0,9 μπορεί προφανώς να βελτιώσει την απόδοση αντοχής χαρτιού.Το αποτέλεσμα ενίσχυσης του CMC με βαθμό υποκατάστασης 0,6 είναι καλύτερο από αυτό του CMC με βαθμό υποκατάστασης 0,9.
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-28-2023