La carboxyméthylcellulose (Carboxy Méthyl Cellulose, CMC) est un dérivé éther de cellulose naturelle.C'est une poudre blanche ou légèrement jaune.C'est un tensioactif anionique soluble dans l'eau.Il est inodore, insipide, non toxique et possède une excellente solubilité dans l’eau., Viscosité, émulsification, diffusion, résistance aux enzymes, stabilité et respect de l'environnement, la CMC est largement utilisée dans les domaines de la fabrication du papier, du textile, de l'impression et de la teinture, du pétrole, de l'agriculture verte et des polymères.Dans l'industrie du papier, la CMC est largement utilisée depuis de nombreuses années dans les agents d'encollage de surface et les adhésifs de revêtement, mais elle n'a pas été bien développée ni appliquée comme agent de renforcement des parties humides de la fabrication du papier.
La surface de la cellulose est chargée négativement, c'est pourquoi les polyélectrolytes anioniques ne l'adsorbent généralement pas.Cependant, des études ont montré que la CMC peut être fixée à la surface de la pâte blanchie sans chlore élémentaire (ECF), ce qui peut augmenter la résistance du papier ;de plus, la CMC est également un dispersant, qui peut améliorer la dispersion des fibres dans la suspension, apportant ainsi une uniformité au papier.L'amélioration du degré augmente également la résistance physique du papier ;de plus, le groupe carboxyle de la CMC formera une liaison hydrogène avec le groupe hydroxyle de la cellulose de la fibre pour augmenter la résistance du papier.La résistance du papier renforcé est liée au degré et à la répartition de l'adsorption de CMC sur la surface des fibres, et la résistance et la répartition de l'adsorption de CMC sur la surface des fibres sont liées au degré de substitution (DS) et au degré de polymérisation (DP) du CMC;la charge, le degré de battement et le pH de la fibre, la force ionique du milieu, etc. affecteront tous la quantité d'adsorption de CMC sur la surface de la fibre, affectant ainsi la résistance du papier.
Cet article se concentre sur l'influence du processus d'ajout de la partie humide de la CMC et ses caractéristiques sur l'amélioration de la résistance du papier, afin d'évaluer le potentiel d'application de la CMC en tant qu'agent de renforcement de la partie humide de la fabrication du papier, et de fournir une base pour l'application et la synthèse de la CMC. dans la partie humide de la fabrication du papier.
1. préparation de la solution CMC
Pesez avec précision 5,0 g de CMC (absolument sec, converti en CMC pure), ajoutez-le lentement à 600 ml (50 °C) d'eau distillée sous agitation (500 tr/min), continuez à remuer (20 min) jusqu'à ce que la solution soit claire et laissez-la refroidir à température ambiante, utiliser une fiole jaugée de 1 L à volume constant pour préparer une solution aqueuse de CMC avec une concentration de 5,0 g/L, et laisser reposer dans un endroit frais à température ambiante pendant 24 heures pour une utilisation ultérieure.
Compte tenu de l'application industrielle réelle (fabrication de papier neutre) et de l'effet d'amélioration de la CMC, lorsque le pH est de 7,5, l'indice de traction, l'indice d'éclatement, l'indice de déchirure et l'endurance au pliage de la feuille de papier sont respectivement augmentés de 16,4 par rapport à la résistance correspondante du témoin vierge. échantillon.%, 21,0 %, 13,2 % et 75 %, avec un effet évident d'amélioration du papier.Sélectionnez pH 7,5 comme valeur de pH pour l’ajout ultérieur de CMC.
2. Effet du dosage de CMC sur l'amélioration des feuilles de papier
Ajoutez de la carboxyméthylcellulose NX-800AT, le dosage est de 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (pour la pulpe sèche absolue).Dans les mêmes autres conditions, le blanc sans ajout de CMC a été utilisé comme échantillon témoin.
Lorsque la teneur en CMC est de 0,12 %, les résultats montrent que l'indice de traction, l'indice d'éclatement, l'indice de déchirure et la résistance au pliage de la feuille de papier sont augmentés respectivement de 15,2 %, 25,9 %, 10,6 % et 62,5 % par rapport à l'échantillon vierge.On constate que compte tenu de la réalité industrielle, l'effet rehausseur idéal peut encore être obtenu en choisissant le faible dosage de CMC (0,12 %).
3. L'effet du poids moléculaire de la CMC sur le renforcement des feuilles de papier
Dans certaines conditions, la viscosité de la CMC représente relativement la taille de son poids moléculaire, c'est-à-dire le degré de polymérisation.En ajoutant de la CMC à la suspension de papier, la viscosité de la CMC a un impact significatif sur l'effet d'utilisation.
Ajoutez respectivement 0,2 % des résultats des tests de carboxyméthylcellulose NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT, la viscosité est de 0 signifie un échantillon vierge.
Lorsque la viscosité de la CMC est de 400～600mPa•s, l'ajout de CMC peut obtenir un bon effet de renforcement.
4. Effet du degré de substitution sur la résistance du papier amélioré par CMC
Le degré de substitution de la CMC ajoutée à la partie humide est contrôlé entre 0,40 et 0,90.Plus le degré de substitution est élevé, meilleures sont l'uniformité et la solubilité de la substitution, et plus l'interaction avec la fibre est uniforme, mais la charge négative augmente également en conséquence, ce qui affectera la combinaison entre la CMC et la fibre [11].Ajoutez 0,2 % de carboxyméthylcellulose NX-800 et NX-800AT avec respectivement la même viscosité, les résultats sont présentés dans la figure 4.
La résistance à l'éclatement, la résistance à la déchirure et la résistance au pliage diminuent toutes avec l'augmentation du degré de substitution CMC et atteignent le maximum lorsque le degré de substitution est de 0,6, qui sont respectivement augmentées de 21,0 %, 13,2 % et 75 % par rapport à l'échantillon vierge.En comparaison, la CMC avec un degré de substitution de 0,6 est plus propice à l'amélioration de la résistance du papier.
5. Conclusion
5.1 Le pH du système d'extrémité humide de boue a une influence importante sur la résistance de la feuille de papier améliorée par CMC.Lorsque le pH est compris entre 6,5 et 8,5, l'ajout de CMC peut exercer un bon effet renforçant, et le renforcement CMC convient à la fabrication du papier neutre.
5.2 La quantité de CMC a une grande influence sur le renforcement du papier CMC.Avec l'augmentation de la teneur en CMC, la résistance à la traction, la résistance à l'éclatement et la résistance à la déchirure de la feuille de papier ont d'abord augmenté, puis ont eu tendance à être relativement stables, tandis que l'endurance au pliage a montré une tendance à l'augmentation d'abord, puis à la diminution.Lorsque le dosage est de 0,12 %, l’effet évident de renforcement du papier peut être obtenu.
Le poids moléculaire de 5,3CMC a également un impact significatif sur l'effet de renforcement du papier.Le CMC avec une viscosité de 400 à 600 mPa·s peut obtenir un bon renforcement des feuilles.
5.4 Le degré de substitution de CMC a un impact sur l'effet de renforcement du papier.Le CMC avec un degré de substitution de 0,6 et 0,9 peut évidemment améliorer les performances de résistance du papier.L'effet d'amélioration de la CMC avec un degré de substitution de 0,6 est meilleur que celui de la CMC avec un degré de substitution de 0,9.
Heure de publication : 28 janvier 2023