Karboksimetil selulosa (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) merupakan turunan eter dari selulosa alami.Ini adalah bubuk putih atau agak kuning.Ini adalah surfaktan anionik yang larut dalam air.Tidak berbau, tidak berasa, tidak beracun, dan memiliki kelarutan dalam air yang sangat baik., Viskositas, emulsifikasi, difusi, ketahanan enzim, stabilitas dan keramahan lingkungan, CMC banyak digunakan dalam pembuatan kertas, tekstil, percetakan dan pencelupan, minyak bumi, pertanian hijau dan bidang polimer.Dalam industri kertas, CMC telah banyak digunakan dalam bahan pengukur permukaan dan perekat pelapis selama bertahun-tahun, namun belum dikembangkan dengan baik dan diterapkan sebagai bahan penguat ujung basah pembuatan kertas.
Permukaan selulosa bermuatan negatif, sehingga polielektrolit anionik umumnya tidak menyerapnya.Namun, penelitian menunjukkan bahwa CMC dapat menempel pada permukaan pulp pemutih bebas klorin (ECF), yang dapat meningkatkan kekuatan kertas;Selain itu, CMC juga merupakan dispersan yang dapat meningkatkan dispersi serat dalam suspensi sehingga menghasilkan kerataan kertas.Peningkatan derajat juga meningkatkan kekuatan fisik kertas;selanjutnya gugus karboksil pada CMC akan membentuk ikatan hidrogen dengan gugus hidroksil selulosa pada serat untuk meningkatkan kekuatan kertas.Kekuatan kertas yang diperkuat berhubungan dengan derajat dan distribusi adsorpsi CMC pada permukaan serat, dan kekuatan dan distribusi adsorpsi CMC pada permukaan serat berhubungan dengan derajat substitusi (DS) dan derajat polimerisasi (DP) dari CMC;muatan, derajat pemukulan, dan pH serat, kekuatan ionik medium, dll. semuanya akan mempengaruhi jumlah adsorpsi CMC pada permukaan serat, sehingga mempengaruhi kekuatan kertas.
Makalah ini berfokus pada pengaruh proses penambahan ujung basah CMC dan karakteristiknya terhadap peningkatan kekuatan kertas, untuk mengevaluasi potensi penerapan CMC sebagai bahan penguat ujung basah pembuatan kertas, dan memberikan dasar untuk penerapan dan sintesis CMC. dalam pembuatan kertas basah.
1. Pembuatan larutan CMC
Timbang 5,0 g CMC secara akurat (benar-benar kering, ubah menjadi CMC murni), tambahkan perlahan ke dalam 600ml (50°C) air suling sambil diaduk (500r/menit), lanjutkan pengadukan (20 menit) hingga larutan jernih, dan biarkan dinginkan hingga suhu kamar, gunakan labu takar 1L hingga volume konstan untuk menyiapkan larutan berair CMC dengan konsentrasi 5,0g/L, dan diamkan di tempat dingin pada suhu kamar selama 24 jam untuk digunakan nanti.
Mengingat aplikasi industri sebenarnya (pembuatan kertas netral) dan efek peningkatan CMC, ketika pH 7,5, indeks tarik, indeks pecah, indeks sobek, dan ketahanan lipat lembaran kertas masing-masing meningkat sebesar 16,4 relatif terhadap kekuatan yang sesuai dari kontrol kosong. Sampel.%, 21,0%, 13,2% dan 75%, dengan efek peningkatan kertas yang jelas.Pilih pH 7,5 sebagai nilai pH untuk penambahan CMC berikutnya.
2. Pengaruh dosis CMC terhadap peningkatan lembaran kertas
Tambahkan karboksimetil selulosa NX-800AT, dosisnya 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (untuk pulp kering absolut).Pada kondisi lain yang sama, blanko tanpa penambahan CMC digunakan sebagai sampel kontrol.
Bila kadar CMC 0,12% diperoleh hasil indeks tarik, indeks pecah, indeks sobek dan kekuatan lipat lembaran kertas masing-masing meningkat sebesar 15,2%, 25,9%, 10,6% dan 62,5% dibandingkan dengan sampel blanko.Terlihat bahwa mengingat realitas industri, efek peningkatan yang ideal masih dapat diperoleh bila CMC dosis rendah dipilih (0,12%).
3. Pengaruh berat molekul CMC terhadap penguatan lembaran kertas
Dalam kondisi tertentu, viskositas CMC secara relatif mewakili ukuran berat molekulnya, yaitu derajat polimerisasi.Menambahkan CMC ke suspensi stok kertas, viskositas CMC mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap efek penggunaan.
Tambahkan 0,2% NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT hasil uji karboksimetil selulosa masing-masing, viskositasnya 0 berarti sampel kosong.
Ketika viskositas CMC adalah 400～600mPa•s, penambahan CMC dapat menghasilkan efek penguatan yang baik.
4. Pengaruh derajat substitusi terhadap kekuatan kertas yang disempurnakan dengan CMC
Tingkat substitusi CMC yang ditambahkan ke ujung basah dikontrol antara 0,40 dan 0,90.Semakin tinggi derajat substitusi maka keseragaman dan kelarutan substitusi semakin baik, dan interaksi dengan serat semakin seragam, namun muatan negatifnya juga semakin meningkat, yang akan mempengaruhi kombinasi antara CMC dan serat [11].Tambahkan 0,2% karboksimetil selulosa NX-800 dan NX-800AT dengan viskositas yang sama, hasilnya ditunjukkan pada Gambar 4.
Kekuatan pecah, kekuatan sobek, dan kekuatan lipat semuanya menurun dengan meningkatnya derajat substitusi CMC, dan mencapai maksimum ketika derajat substitusi 0,6, yang masing-masing meningkat sebesar 21,0%, 13,2%, dan 75% dibandingkan dengan sampel blanko.Sebagai perbandingan, CMC dengan derajat substitusi 0,6 lebih mendukung peningkatan kekuatan kertas.
5. Kesimpulan
5.1 PH sistem ujung basah bubur mempunyai pengaruh penting terhadap kekuatan lembaran kertas yang ditingkatkan CMC.Ketika pH berada pada kisaran 6,5 hingga 8,5, penambahan CMC dapat memberikan efek penguatan yang baik, dan penguatan CMC cocok untuk pembuatan kertas netral.
5.2 Jumlah CMC mempunyai pengaruh yang besar terhadap penguatan kertas CMC.Dengan bertambahnya kandungan CMC maka kekuatan tarik, ketahanan pecah dan kekuatan sobek lembaran kertas meningkat terlebih dahulu kemudian cenderung relatif stabil, sedangkan ketahanan lipat menunjukkan kecenderungan meningkat terlebih dahulu kemudian menurun.Ketika dosisnya 0,12%, efek penguatan kertas yang jelas dapat diperoleh.
Berat molekul 5,3CMC juga mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap efek penguatan kertas.CMC dengan viskositas 400-600mPa·s dapat mencapai penguatan lembaran yang baik.
5.4 Derajat substitusi CMC berdampak pada efek penguatan kertas.CMC dengan derajat substitusi 0,6 dan 0,9 jelas dapat meningkatkan kinerja kekuatan kertas.Efek peningkatan CMC dengan derajat substitusi 0,6 lebih baik dibandingkan CMC dengan derajat substitusi 0,9.
Waktu posting: 28 Januari 2023