Karboksimetyyliselluloosa (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) on luonnollisen selluloosan eetterijohdannainen.Se on valkoista tai hieman keltaista jauhetta.Se on vesiliukoinen anioninen pinta-aktiivinen aine.Se on hajuton, mauton, myrkytön ja sillä on erinomainen vesiliukoisuus., Viskositeetti, emulgointi, diffuusio, entsyymien kestävyys, stabiilisuus ja ympäristöystävällisyys, CMC:tä käytetään laajasti paperinvalmistuksessa, tekstiileissä, painatuksessa ja värjäyksessä, öljyssä, vihreässä maataloudessa ja polymeerikentillä.Paperiteollisuudessa CMC:tä on käytetty laajasti pintaliima-aineissa ja päällystysliimoissa useiden vuosien ajan, mutta sitä ei ole kehitetty ja käytetty hyvin paperinvalmistuksen märkäpään vahvistusaineena.
Selluloosan pinta on negatiivisesti varautunut, joten anioniset polyelektrolyytit eivät yleensä adsorboi sitä.Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että CMC voidaan kiinnittää alkuainekloorittoman valkaisumassan (ECF) pintaan, mikä voi lisätä paperin lujuutta;lisäksi CMC on myös dispergointiaine, joka voi parantaa kuitujen dispergoitumista suspensiossa ja siten tuoda paperin tasaisuutta.Asteen parantaminen lisää myös paperin fyysistä lujuutta;lisäksi CMC:n karboksyyliryhmä muodostaa vetysidoksen kuidun pinnalla olevan selluloosan hydroksyyliryhmän kanssa paperin lujuuden lisäämiseksi.Vahvistetun paperin lujuus liittyy CMC-adsorption asteeseen ja jakautumiseen kuidun pinnalle ja CMC-adsorption lujuus ja jakautuminen kuidun pinnalle substituutioasteeseen (DS) ja polymerointiasteeseen (DP). CMC:stä;kuidun varaus, jauhatusaste ja pH, väliaineen ionivahvuus jne. vaikuttavat kaikki CMC:n adsorptiomäärään kuidun pinnalla, mikä vaikuttaa paperin lujuuteen.
Tässä artikkelissa keskitytään CMC:n märkäpään lisäysprosessin vaikutukseen ja sen ominaisuuksiin paperin lujuuden parantamiseen, jotta voidaan arvioida CMC:n käyttöpotentiaalia paperinvalmistuksen märkäpään vahvistusaineena ja luoda perusta CMC:n sovellukselle ja synteesille. paperinvalmistuksen märkäpäässä.
1. CMC-liuoksen valmistus
Punnitse tarkasti 5,0 g CMC:tä (täysin kuiva, muutettu puhtaaksi CMC:ksi), lisää se hitaasti 600 ml:aan (50 °C) tislattua vettä sekoittaen (500 r/min), jatka sekoittamista (20 min), kunnes liuos on kirkasta ja anna sen jäähdytä huoneenlämpötilaan, käytä 1 litran mittapulloa vakiotilavuuteen CMC:n vesiliuoksen valmistamiseksi, jonka pitoisuus on 5,0 g/l, ja anna sen seistä viileässä paikassa huoneenlämpötilassa 24 tuntia myöhempää käyttöä varten.
Kun otetaan huomioon todellinen teollinen sovellus (neutraali paperinvalmistus) ja CMC:n tehostusvaikutus, kun pH on 7,5, paperiarkin vetoindeksi, murtumisindeksi, repeämisindeksi ja taittumiskestävyys kasvavat vastaavasti 16,4 suhteessa aihiokontrollin vastaavaan lujuuteen. näyte.%, 21,0 %, 13,2 % ja 75 %, joilla on selvä paperinparannusvaikutus.Valitse pH 7,5 seuraavan CMC-lisäyksen pH-arvoksi.
2. CMC-annoksen vaikutus paperiarkin tehostukseen
Lisää NX-800AT karboksimetyyliselluloosaa, annos on 0,12 %, 0,20 %, 0,28 %, 0,36 %, 0,44 % (absoluuttiselle kuivalle massalle).Samoissa muissa olosuhteissa kontrollinäytteenä käytettiin nollakoetta ilman CMC:tä.
Kun CMC-pitoisuus on 0,12 %, tulokset osoittavat, että paperiarkin vetoindeksi, murtumisindeksi, repäisyindeksi ja taittolujuus ovat kasvaneet vastaavasti 15,2 %, 25,9 %, 10,6 % ja 62,5 % verrattuna nollanäytteeseen.Voidaan nähdä, että teollisen todellisuuden huomioon ottaen ihanteellinen tehostusvaikutus voidaan saada silti, kun valitaan pieni CMC-annos (0,12 %).
3. CMC-molekyylipainon vaikutus paperiarkin vahvistumiseen
Tietyissä olosuhteissa CMC:n viskositeetti edustaa suhteellisesti sen molekyylipainon kokoa, toisin sanoen polymeroitumisastetta.Kun paperimassasuspensioon lisätään CMC:tä, CMC:n viskositeetilla on merkittävä vaikutus käyttövaikutukseen.
Lisää 0,2 % NX-50AT-, NX-400AT-, NX-800AT-karboksimetyyliselluloosatestituloksia vastaavasti, viskositeetti on 0 tarkoittaa nollanäytettä.
Kun CMC:n viskositeetti on 400～600mPa•s, CMC:n lisääminen voi saavuttaa hyvän vahvistavan vaikutuksen.
4. Korvausasteen vaikutus CMC-parannetun paperin lujuuteen
Märkäpäähän lisätyn CMC:n substituutioastetta säädetään välillä 0,40 - 0,90.Mitä suurempi substituutioaste on, sitä parempi on substituution tasaisuus ja liukoisuus ja sitä tasaisempi vuorovaikutus kuidun kanssa, mutta myös negatiivinen varaus kasvaa vastaavasti, mikä vaikuttaa CMC:n ja kuidun yhdistelmään [11].Lisää 0,2 % NX-800- ja NX-800AT-karboksimetyyliselluloosaa, joilla on sama viskositeetti, tulokset esitetään kuvassa 4.
Murtumislujuus, repäisylujuus ja taitolujuus laskevat kaikki CMC-substituutioasteen kasvaessa ja saavuttavat maksimin, kun substituutioaste on 0,6, mikä on vastaavasti kasvanut 21,0 %, 13,2 % ja 75 % nollanäytteeseen verrattuna.Vertailun vuoksi CMC, jonka substituutioaste on 0,6, on suotuisampi paperin lujuuden parantamiseen.
5. Päätelmät
5.1 Lietteen märkäpääjärjestelmän pH:lla on tärkeä vaikutus CMC-parannetun paperiarkin lujuuteen.Kun pH on välillä 6,5-8,5, CMC:n lisäämisellä voi olla hyvä lujittava vaikutus ja CMC-vahvistus sopii neutraaliin paperinvalmistukseen.
5.2 CMC:n määrällä on suuri vaikutus CMC-paperin vahvistumiseen.CMC-pitoisuuden kasvaessa paperiarkin vetolujuus, murtumislujuus ja repäisylujuus kasvoivat ensin ja sitten olivat suhteellisen vakaat, kun taas taittumiskestävyys osoitti suuntausta ensin kasvaa ja sitten laskea.Kun annostus on 0,12 %, voidaan saavuttaa ilmeinen paperia vahvistava vaikutus.
Myös 5,3CMC:n molekyylipainolla on merkittävä vaikutus paperin lujittavaan vaikutukseen.CMC, jonka viskositeetti on 400-600 mPa·s, voi saavuttaa hyvän levyn vahvistuksen.
5.4 CMC-substituutioaste vaikuttaa paperin vahvistavaan vaikutukseen.CMC, jonka korvausaste on 0,6 ja 0,9, voi selvästi parantaa paperin lujuutta.CMC:n tehostusvaikutus, jonka substituutioaste on 0,6, on parempi kuin CMC:n, jonka substituutioaste on 0,9.
Postitusaika: 28.1.2023