La carboximetilcelulosa (carboximetilcelulosa, CMC) es un derivado éter de la celulosa natural.Es un polvo blanco o ligeramente amarillo.Es un tensioactivo aniónico soluble en agua.Es inodoro, insípido, no tóxico y tiene una excelente solubilidad en agua., Viscosidad, emulsificación, difusión, resistencia enzimática, estabilidad y respeto al medio ambiente, el CMC se usa ampliamente en la fabricación de papel, textiles, impresión y teñido, petróleo, agricultura ecológica y campos de polímeros.En la industria del papel, el CMC se ha utilizado ampliamente en agentes de encolado de superficies y adhesivos de revestimiento durante muchos años, pero no se ha desarrollado ni aplicado bien como agente fortalecedor de la parte húmeda de la fabricación de papel.
La superficie de la celulosa está cargada negativamente, por lo que los polielectrolitos aniónicos generalmente no la adsorben.Sin embargo, los estudios han demostrado que el CMC se puede adherir a la superficie de la pulpa blanqueadora sin cloro elemental (ECF), lo que puede aumentar la resistencia del papel;Además, la CMC también es un dispersante que puede mejorar la dispersión de las fibras en la suspensión, aportando así uniformidad al papel.La mejora del grado también aumenta la resistencia física del papel;Además, el grupo carboxilo de la CMC formará un enlace de hidrógeno con el grupo hidroxilo de la celulosa de la fibra para aumentar la resistencia del papel.La resistencia del papel reforzado está relacionada con el grado y la distribución de la adsorción de CMC en la superficie de la fibra, y la resistencia y la distribución de la adsorción de CMC en la superficie de la fibra están relacionadas con el grado de sustitución (DS) y el grado de polimerización (DP). de CMC;la carga, el grado de batido y el pH de la fibra, la fuerza iónica del medio, etc. afectarán la cantidad de adsorción de CMC en la superficie de la fibra, afectando así la resistencia del papel.
Este artículo se centra en la influencia del proceso de adición de CMC en la parte húmeda y sus características en la mejora de la resistencia del papel, con el fin de evaluar el potencial de aplicación de CMC como agente fortalecedor de la parte húmeda en la fabricación de papel y proporcionar una base para la aplicación y síntesis de CMC. en la parte húmeda de fabricación de papel.
1. preparación de la solución CMC
Pese con precisión 5,0 g de CMC (absolutamente seca, convertida en CMC pura), agréguela lentamente a 600 ml (50 °C) de agua destilada con agitación (500 r/min), continúe agitando (20 min) hasta que la solución esté clara y déjela enfríe a temperatura ambiente, use un matraz aforado de 1L a volumen constante para preparar una solución acuosa de CMC con una concentración de 5,0 g/L y déjela reposar en un lugar fresco a temperatura ambiente durante 24 horas para su uso posterior.
Teniendo en cuenta la aplicación industrial real (fabricación de papel neutro) y el efecto de mejora de CMC, cuando el pH es 7,5, el índice de tracción, el índice de rotura, el índice de desgarro y la resistencia al plegado de la hoja de papel aumentan respectivamente en 16,4 con respecto a la resistencia correspondiente del control en blanco. muestra.%, 21,0%, 13,2% y 75%, con un evidente efecto de mejora del papel.Seleccione pH 7,5 como valor de pH para la posterior adición de CMC.
2. Efecto de la dosis de CMC sobre la mejora de las hojas de papel.
Agregue carboximetilcelulosa NX-800AT, la dosis es 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (para pulpa seca absoluta).En las mismas condiciones, se utilizó el blanco sin añadir CMC como muestra de control.
Cuando el contenido de CMC es del 0,12 %, los resultados muestran que el índice de tracción, el índice de rotura, el índice de desgarro y la resistencia al plegado de la hoja de papel aumentan en un 15,2 %, 25,9 %, 10,6 % y 62,5 % respectivamente en comparación con la muestra en blanco.Se puede observar que, considerando la realidad industrial, aún se puede obtener el efecto de mejora ideal cuando se selecciona la dosis baja de CMC (0,12%).
3. El efecto del peso molecular de la CMC en el fortalecimiento de las hojas de papel.
Bajo ciertas condiciones, la viscosidad de la CMC representa relativamente el tamaño de su peso molecular, es decir, el grado de polimerización.Al agregar CMC a la suspensión de papel, la viscosidad del CMC tiene un impacto significativo en el efecto de uso.
Agregue 0,2% de los resultados de las pruebas de carboximetilcelulosa NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT respectivamente, la viscosidad es 0 significa muestra en blanco.
Cuando la viscosidad del CMC es de 400～600mPa·s, la adición de CMC puede lograr un buen efecto de refuerzo.
4. Efecto del grado de sustitución sobre la resistencia del papel mejorado con CMC
El grado de sustitución de CMC añadido al extremo húmedo se controla entre 0,40 y 0,90.Cuanto mayor sea el grado de sustitución, mejor será la uniformidad y solubilidad de la sustitución, y más uniforme será la interacción con la fibra, pero la carga negativa también aumentará en consecuencia, lo que afectará la combinación entre CMC y la fibra [11].Agregue 0,2% de carboximetilcelulosa NX-800 y NX-800AT con la misma viscosidad respectivamente, los resultados se muestran en la Figura 4.
La resistencia al estallido, la resistencia al desgarro y la resistencia al plegado disminuyen con el aumento del grado de sustitución de CMC y alcanzan el máximo cuando el grado de sustitución es 0,6, que aumentan respectivamente en un 21,0 %, 13,2 % y 75 % en comparación con la muestra en blanco.En comparación, CMC con un grado de sustitución de 0,6 es más propicio para mejorar la resistencia del papel.
5. Conclusión
5.1 El pH del sistema de extremo húmedo de lechada tiene una influencia importante en la resistencia de la hoja de papel mejorada con CMC.Cuando el pH está en el rango de 6,5 a 8,5, la adición de CMC puede ejercer un buen efecto fortalecedor y el fortalecimiento con CMC es adecuado para la fabricación de papel neutro.
5.2 La cantidad de CMC tiene una gran influencia en el fortalecimiento del papel CMC.Con el aumento del contenido de CMC, la resistencia a la tracción, la resistencia al estallido y la resistencia al desgarro de la hoja de papel aumentaron primero y luego tendieron a ser relativamente estables, mientras que la resistencia al plegado mostró una tendencia a aumentar primero y luego a disminuir.Cuando la dosis es del 0,12%, se puede obtener el evidente efecto fortalecedor del papel.
El peso molecular de 5,3 CMC también tiene un impacto significativo en el efecto fortalecedor del papel.CMC con una viscosidad de 400-600 mPa·s puede lograr un buen refuerzo de la lámina.
5.4 El grado de sustitución de CMC influye en el efecto fortalecedor del papel.La CMC con un grado de sustitución de 0,6 y 0,9 obviamente puede mejorar el rendimiento de resistencia del papel.El efecto de mejora de la CMC con un grado de sustitución de 0,6 es mejor que el de la CMC con un grado de sustitución de 0,9.
Hora de publicación: 28 de enero de 2023