Karboksimetil celuloza (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) je eterski derivat prirodne celuloze.To je bijeli ili blago žuti prah.To je anionski tenzid topiv u vodi.Bez mirisa je, bez okusa, netoksičan i ima izvrsnu topljivost u vodi., Viskoznost, emulgiranje, difuzija, otpornost na enzime, stabilnost i prihvatljivost za okoliš, CMC se široko koristi u proizvodnji papira, tekstilu, tiskanju i bojanju, nafti, zelenoj poljoprivredi i poljima polimera.U industriji papira, CMC se mnogo godina koristi u sredstvima za površinsko klejenje i ljepilima za premazivanje, ali nije dobro razvijen i primijenjen kao sredstvo za ojačavanje mokrog kraja u proizvodnji papira.
Površina celuloze je negativno nabijena, stoga je anionski polielektroliti uglavnom ne adsorbiraju.Međutim, studije su pokazale da se CMC može pričvrstiti na površinu pulpe za izbjeljivanje bez elementarnog klora (ECF), što može povećati čvrstoću papira;osim toga, CMC je također disperzant, koji može poboljšati disperziju vlakana u suspenziji, čime se postiže ravnomjernost papira.Poboljšanje stupnja također povećava fizičku snagu papira;štoviše, karboksilna skupina na CMC-u formirat će vodikovu vezu s hidroksilnom skupinom celuloze na vlaknu kako bi se povećala čvrstoća papira.Čvrstoća armiranog papira povezana je sa stupnjem i raspodjelom CMC adsorpcije na površini vlakna, a čvrstoća i raspodjela CMC adsorpcije na površini vlakna povezana je sa stupnjem supstitucije (DS) i stupnjem polimerizacije (DP). CMC;naboj, stupanj udaranja i pH vlakna, ionska jakost medija itd. utjecat će na adsorpcijsku količinu CMC-a na površini vlakna, čime će utjecati na čvrstoću papira.
Ovaj se rad usredotočuje na utjecaj procesa dodavanja CMC-a na mokrom dijelu i njegovih karakteristika na povećanje čvrstoće papira, kako bi se procijenio potencijal primjene CMC-a kao agensa za ojačavanje mokrog kraja u proizvodnji papira i pružio osnovu za primjenu i sintezu CMC-a. u proizvodnji papira wet-end.
1. Priprema CMC otopine
Točno izvažite 5,0 g CMC (apsolutno suhog, pretvorenog u čisti CMC), polako ga dodajte u 600 ml (50°C) destilirane vode uz miješanje (500 o/min), nastavite miješati (20 min) dok otopina ne postane bistra i pustite da ohladite na sobnu temperaturu, upotrijebite odmjernu tikvicu od 1 L do konstantnog volumena za pripremu CMC vodene otopine koncentracije od 5,0 g/L i ostavite da stoji na hladnom mjestu na sobnoj temperaturi 24 sata za kasniju upotrebu.
Uzimajući u obzir stvarnu industrijsku primjenu (neutralna proizvodnja papira) i učinak poboljšanja CMC-a, kada je pH 7,5, indeks rastezanja, indeks pucanja, indeks trganja i otpornost na savijanje lista papira povećavaju se za 16,4 u odnosu na odgovarajuću čvrstoću slijepe kontrole uzorak.%, 21,0%, 13,2% i 75%, s očitim učinkom poboljšanja papira.Odaberite pH 7,5 kao pH vrijednost za naknadno dodavanje CMC-a.
2. Učinak doziranja CMC-a na poboljšanje listova papira
Dodajte NX-800AT karboksimetil celulozu, doza je 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (za apsolutno suhu pulpu).Pod istim ostalim uvjetima kao kontrolni uzorak korištena je slijepa proba bez dodatka CMC.
Kada je sadržaj CMC-a 0,12%, rezultati pokazuju da su indeks rastezanja, indeks pucanja, indeks trganja i čvrstoća savijanja lista papira povećani za 15,2%, 25,9%, 10,6% odnosno 62,5% u usporedbi sa slijepim uzorkom.Može se vidjeti da se s obzirom na industrijsku stvarnost, idealni učinak poboljšanja još uvijek može postići kada se odabere niska doza CMC (0,12%).
3. Učinak CMC molekularne težine na ojačanje listova papira
U određenim uvjetima viskoznost CMC-a relativno predstavlja veličinu njegove molekulske mase, odnosno stupanj polimerizacije.Dodavanjem CMC-a u suspenziju papirne mase, viskoznost CMC-a ima značajan utjecaj na učinak upotrebe.
Dodajte 0,2% rezultata ispitivanja NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT karboksimetil celuloze, viskoznost je 0 znači slijepi uzorak.
Kada je viskoznost CMC-a 400～600mPa•s, dodavanje CMC-a može postići dobar učinak pojačanja.
4. Učinak stupnja supstitucije na čvrstoću CMC-pojačanog papira
Stupanj supstitucije CMC dodanog mokrom dijelu kontrolira se između 0,40 i 0,90.Što je viši stupanj supstitucije, to je bolja ujednačenost i topljivost supstitucije, te je ujednačenija interakcija s vlaknom, ali se u skladu s tim povećava i negativni naboj, što će utjecati na kombinaciju CMC-a i vlakna [11].Dodajte 0,2% karboksimetil celuloze NX-800 i NX-800AT iste viskoznosti, rezultati su prikazani na slici 4.
Snaga pucanja, čvrstoća na trganje i čvrstoća na savijanje sve se smanjuju s povećanjem stupnja supstitucije CMC-a i dosežu maksimum kada je stupanj supstitucije 0,6, koji se povećavaju za 21,0%, 13,2% i 75% u usporedbi sa slijepim uzorkom.Za usporedbu, CMC sa stupnjem supstitucije od 0,6 pogodniji je za povećanje čvrstoće papira.
5. Zaključak
5.1 pH sustava mokrog kraja kaše ima važan utjecaj na čvrstoću CMC-poboljšanog lista papira.Kada je pH u rasponu od 6,5 do 8,5, dodavanje CMC-a može imati dobar učinak jačanja, a CMC-ojačavanje je prikladno za neutralnu proizvodnju papira.
5.2 Količina CMC ima veliki utjecaj na čvrstoću CMC papira.S povećanjem udjela CMC-a, vlačna čvrstoća, otpornost na pucanje i čvrstoća na trganje lista papira prvo su se povećali, a zatim su bili relativno stabilni, dok je otpornost na savijanje pokazala trend prvo povećanja, a zatim pada.Kada je doza 0,12%, može se postići očiti učinak ojačavanja papira.
Molekularna težina 5,3CMC također ima značajan utjecaj na učinak ojačavanja papira.CMC s viskoznošću od 400-600 mPa·s može postići dobro ojačanje ploče.
5.4 Stupanj supstitucije CMC-a utječe na učinak učvršćivanja papira.CMC sa stupnjem supstitucije od 0,6 i 0,9 očito može poboljšati performanse čvrstoće papira.Učinak pojačanja CMC sa stupnjem supstitucije od 0,6 bolji je od onog CMC sa stupnjem supstitucije od 0,9.
Vrijeme objave: 28. siječnja 2023