La carbossimetilcellulosa (Carbossimetilcellulosa, CMC) è un derivato etereo della cellulosa naturale.È polvere bianca o leggermente gialla.È un tensioattivo anionico solubile in acqua.È inodore, insapore, non tossico e ha un'eccellente solubilità in acqua., Viscosità, emulsione, diffusione, resistenza agli enzimi, stabilità e rispetto dell'ambiente, la CMC è ampiamente utilizzata nella produzione di carta, tessile, stampa e tintura, petrolio, agricoltura verde e campi dei polimeri.Nell'industria della carta, la CMC è stata ampiamente utilizzata per molti anni negli agenti di collatura superficiale e negli adesivi di rivestimento, ma non è stata ben sviluppata e applicata come agente rinforzante per le parti umide della produzione della carta.
La superficie della cellulosa è carica negativamente, pertanto i polielettroliti anionici generalmente non la adsorbono.Tuttavia, gli studi hanno dimostrato che la CMC può attaccarsi alla superficie della pasta sbiancante senza cloro elementare (ECF), che può aumentare la resistenza della carta;inoltre, la CMC è anche un disperdente, che può migliorare la dispersione delle fibre nella sospensione, uniformando così la carta.Il miglioramento del grado aumenta anche la resistenza fisica della carta;inoltre, il gruppo carbossilico sulla CMC formerà un legame idrogeno con il gruppo ossidrile della cellulosa sulla fibra per aumentare la resistenza della carta.La forza della carta rinforzata è correlata al grado e alla distribuzione dell'adsorbimento della CMC sulla superficie della fibra, mentre la forza e la distribuzione dell'adsorbimento della CMC sulla superficie della fibra sono legati al grado di sostituzione (DS) e al grado di polimerizzazione (DP) della CMC;la carica, il grado di battitura e il pH della fibra, la forza ionica del mezzo, ecc. influenzeranno tutti la quantità di CMC assorbita sulla superficie della fibra, influenzando così la resistenza della carta.
Questo documento si concentra sull'influenza del processo di aggiunta della CMC nella parte umida e sulle sue caratteristiche sul miglioramento della resistenza della carta, al fine di valutare il potenziale applicativo della CMC come agente rinforzante della parte umida nella produzione della carta e fornire una base per l'applicazione e la sintesi della CMC nella parte umida della produzione della carta.
1. Preparazione della soluzione CMC
Pesare accuratamente 5,0 g di CMC (assolutamente secca, convertita in CMC pura), aggiungerli lentamente a 600 ml (50°C) di acqua distillata sotto agitazione (500 giri/min), continuare ad agitare (20 minuti) fino a quando la soluzione diventa limpida e lasciarla raffreddare a temperatura ambiente, utilizzare un matraccio tarato da 1 litro a volume costante per preparare una soluzione acquosa di CMC con una concentrazione di 5,0 g/litro e lasciarla riposare in un luogo fresco a temperatura ambiente per 24 ore per un uso successivo.
Considerando l'effettiva applicazione industriale (produzione di carta neutra) e l'effetto di miglioramento del CMC, quando il pH è 7,5, l'indice di trazione, l'indice di scoppio, l'indice di lacerazione e la resistenza alla piegatura del foglio di carta sono rispettivamente aumentati di 16,4 rispetto alla resistenza corrispondente del controllo del grezzo campione.%, 21,0%, 13,2% e 75%, con evidente effetto di miglioramento della carta.Selezionare pH 7,5 come valore pH per la successiva aggiunta di CMC.
2. Effetto del dosaggio di CMC sul miglioramento del foglio di carta
Aggiungere la carbossimetilcellulosa NX-800AT, il dosaggio è 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (per polpa secca assoluta).Nelle stesse altre condizioni, come campione di controllo è stato utilizzato il bianco senza aggiunta di CMC.
Quando il contenuto di CMC è dello 0,12%, i risultati mostrano che l'indice di trazione, l'indice di scoppio, l'indice di lacerazione e la resistenza alla piegatura del foglio di carta sono aumentati rispettivamente del 15,2%, 25,9%, 10,6% e 62,5% rispetto al campione bianco.Si può vedere che, considerando la realtà industriale, l'effetto di potenziamento ideale può ancora essere ottenuto quando viene selezionato il basso dosaggio di CMC (0,12%).
3. L'effetto del peso molecolare della CMC sul rafforzamento dei fogli di carta
In determinate condizioni, la viscosità della CMC rappresenta relativamente la dimensione del suo peso molecolare, cioè il grado di polimerizzazione.Aggiungendo la CMC alla sospensione dello stock di carta, la viscosità della CMC ha un impatto significativo sull'effetto d'uso.
Aggiungere rispettivamente lo 0,2% dei risultati dei test sulla carbossimetilcellulosa NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT, la viscosità è 0 significa campione bianco.
Quando la viscosità della CMC è 400～600mPa•s, l'aggiunta di CMC può ottenere un buon effetto rinforzante.
4. Effetto del grado di sostituzione sulla resistenza della carta arricchita con CMC
Il grado di sostituzione della CMC aggiunta all'estremità umida è controllato tra 0,40 e 0,90.Maggiore è il grado di sostituzione, migliore è l'uniformità e la solubilità della sostituzione e più uniforme è l'interazione con la fibra, ma aumenta di conseguenza anche la carica negativa, il che influenzerà la combinazione tra CMC e fibra [11].Aggiungere lo 0,2% di carbossimetilcellulosa NX-800 e NX-800AT rispettivamente con la stessa viscosità, i risultati sono mostrati nella Figura 4.
La resistenza allo scoppio, alla lacerazione e alla piegatura diminuiscono tutte con l'aumento del grado di sostituzione della CMC e raggiungono il massimo quando il grado di sostituzione è 0,6, che aumentano rispettivamente del 21,0%, 13,2% e 75% rispetto al campione bianco.In confronto, la CMC con un grado di sostituzione di 0,6 è più favorevole al miglioramento della resistenza della carta.
5. conclusione
5.1 Il pH del sistema dell'estremità umida dell'impasto liquido ha un'influenza importante sulla resistenza del foglio di carta arricchito con CMC.Quando il pH è compreso tra 6,5 e 8,5, l'aggiunta di CMC può esercitare un buon effetto rinforzante e il rafforzamento CMC è adatto per la produzione di carta neutra.
5.2 La quantità di CMC ha una grande influenza sul rafforzamento della carta CMC.Con l'aumento del contenuto di CMC, la resistenza alla trazione, la resistenza allo scoppio e la resistenza allo strappo del foglio di carta sono aumentate dapprima e poi hanno avuto la tendenza ad essere relativamente stabili, mentre la resistenza alla piegatura ha mostrato una tendenza prima ad aumentare e poi a diminuire.Quando il dosaggio è dello 0,12%, si può ottenere l'evidente effetto rinforzante della carta.
Anche il peso molecolare di 5,3 CMC ha un impatto significativo sull'effetto rinforzante della carta.La CMC con una viscosità di 400-600 mPa·s può ottenere un buon rafforzamento della lamiera.
5.4 Il grado di sostituzione del CMC ha un impatto sull'effetto di rafforzamento del documento.La CMC con grado di sostituzione di 0,6 e 0,9 può ovviamente migliorare le prestazioni di resistenza della carta.L'effetto di potenziamento della CMC con un grado di sostituzione di 0,6 è migliore di quello della CMC con un grado di sostituzione di 0,9.
Orario di pubblicazione: 28 gennaio 2023