תאית קרבוקסימטיל מחוזקת

תאית קרבוקסימתיל (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) היא נגזרת אתרית של תאית טבעית.זו אבקה לבנה או מעט צהובה.זהו חומר פעיל שטח אניוני מסיס במים.הוא חסר ריח, חסר טעם, לא רעיל, ובעל מסיסות מים מצוינת., צמיגות, אמולסיפיקציה, דיפוזיה, עמידות לאנזימים, יציבות וידידותיות לסביבה, CMC נמצא בשימוש נרחב בייצור נייר, טקסטיל, הדפסה וצביעה, נפט, חקלאות ירוקה ופולימרים.בתעשיית הנייר, נעשה שימוש נרחב ב-CMC בחומרי גודל משטחים ובדבקי ציפוי במשך שנים רבות, אך הוא לא פותח היטב ויושם כחומר לחיזוק קצה רטוב לייצור נייר.

פני השטח של תאית טעונים שלילי, לכן, פוליאלקטרוליטים אניונים בדרך כלל אינם סופחים אותו.עם זאת, מחקרים הראו שניתן לחבר CMC אל פני השטח של עיסת הלבנה נטולת כלור (ECF), מה שיכול להגביר את חוזק הנייר;בנוסף, CMC הוא גם חומר פיזור, שיכול לשפר את פיזור הסיבים בתרחיף, ובכך להביא לאחידות הנייר.שיפור התואר מגביר גם את החוזק הפיזי של הנייר;יתרה מכך, קבוצת הקרבוקסיל ב-CMC תיצור קשר מימן עם קבוצת ההידרוקסיל של התאית על הסיב כדי להגביר את חוזק הנייר.חוזק הנייר המחוזק קשור למידת ופיזור ספיחת CMC על פני הסיבים, וחוזק ופיזור ספיחת CMC על פני הסיבים קשורים למידת ההחלפה (DS) ומידת הפילמור (DP) של CMC;המטען, דרגת ההלימה וה-pH של הסיב, חוזק היוני של המדיום וכו' ישפיעו על כמות הספיחה של CMC על פני הסיבים, ובכך ישפיעו על חוזק הנייר.

מאמר זה מתמקד בהשפעת תהליך הוספת הקצה הרטוב של CMC ומאפייניו על שיפור חוזק הנייר, על מנת להעריך את פוטנציאל היישום של CMC כחומר לחיזוק קצה רטוב לייצור נייר, ולספק בסיס ליישום ולסינתזה של CMC בקצה הרטוב לייצור נייר.

1. הכנת פתרון CMC

שקלו במדויק 5.0 גרם של CMC (יבש לחלוטין, הומר ל-CMC טהור), הוסיפו אותו באיטיות ל-600 מ"ל (50 מעלות צלזיוס) מים מזוקקים תוך ערבוב (500 ר'/דקה), המשיכו לערבב (20 דקות) עד שהתמיסה צלולה, והניחו לזה צננו לטמפרטורת החדר, השתמשו בבקבוקון נפח של 1 ליטר לנפח קבוע כדי להכין תמיסה מימית של CMC בריכוז של 5.0 גרם/ליטר, והניחו לה לעמוד במקום קריר בטמפרטורת החדר למשך 24 שעות לשימוש מאוחר יותר.

בהתחשב ביישום התעשייתי בפועל (ייצור נייר ניטרלי) ואפקט שיפור ה-CMC, כאשר ה-pH הוא 7.5, מדד המתיחה, מדד ההתפרצות, מדד הקריעה וסיבולת הקיפול של גיליון הנייר מוגדלים בהתאמה ב-16.4 ביחס לחוזק המקביל של בקרת הריק. לִטעוֹם.%, 21.0%, 13.2% ו-75%, עם אפקט ברור של שיפור הנייר.בחר pH 7.5 כערך ה-pH עבור הוספת CMC לאחר מכן.

2. השפעת מינון CMC על שיפור גיליונות הנייר

הוסף NX-800AT carboxymethyl תאית, המינון הוא 0.12%, 0.20%, 0.28%, 0.36%, 0.44% (עבור עיסה יבשה אבסולוטית).באותם תנאים אחרים, הריק ללא הוספת CMC שימש כדגימת הביקורת.

כאשר תכולת ה-CMC היא 0.12%, התוצאות מראות כי מדד המתיחה, מדד ההתפרצות, מדד הקריעה וחוזק הקיפול של גיליון הנייר גדל ב-15.2%, 25.9%, 10.6% ו-62.5% בהתאמה בהשוואה למדגם הריק.ניתן לראות שבהתחשב במציאות התעשייתית, עדיין ניתן להשיג את אפקט השיפור האידיאלי כאשר נבחר המינון הנמוך של CMC (0.12%).

3. ההשפעה של משקל מולקולרי CMC על חיזוק גיליונות נייר

בתנאים מסוימים, הצמיגות של CMC מייצגת יחסית את גודל המשקל המולקולרי שלו, כלומר את מידת הפילמור.הוספת CMC להשעיית מלאי הנייר, לצמיגות של CMC יש השפעה משמעותית על השפעת השימוש.

הוסף 0.2% תוצאות בדיקת NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT קרבוקסיתיל תאית בהתאמה, הצמיגות היא 0 פירושו דגימה ריקה.

כאשר הצמיגות של CMC היא 400 ~ 600mPa•s, תוספת של CMC יכולה להשיג אפקט חיזוק טוב.

4. השפעת מידת ההחלפה על חוזק נייר משופר CMC

מידת ההחלפה של CMC שנוספה לקצה הרטוב נשלטת בין 0.40 ל-0.90.ככל שמידת ההחלפה גבוהה יותר, כך אחידות ההחלפה ומסיסות ההחלפה טובה יותר, והאינטראקציה עם הסיב אחידה יותר, אך גם המטען השלילי גדל בהתאם, מה שישפיע על השילוב בין CMC לסיב [11].הוסף 0.2% מתאית NX-800 ו-NX-800AT עם אותה צמיגות בהתאמה, התוצאות מוצגות באיור 4.

חוזק התפרצות, חוזק הקריעה וחוזק הקיפול יורדים כולם עם עליית דרגת ההחלפה של CMC, ומגיעים למקסימום כאשר דרגת ההחלפה היא 0.6, המוגדלים בהתאמה ב-21.0%, 13.2% ו-75% בהשוואה למדגם הריק.לשם השוואה, CMC עם דרגת החלפה של 0.6 תורמת יותר לשיפור חוזק הנייר.

5. מסקנה

5.1 ל-pH של מערכת הקצה הרטוב של תרחיץ יש השפעה חשובה על חוזק גיליון הנייר המשופר ב-CMC.כאשר ה-pH הוא בטווח של 6.5 עד 8.5, תוספת של CMC יכולה להפעיל אפקט חיזוק טוב, וחיזוק CMC מתאים לייצור נייר ניטרלי.

5.2 לכמות CMC יש השפעה רבה על התחזקות נייר CMC.עם העלייה בתכולת ה-CMC, חוזק המתיחה, ההתנגדות להתפרצות וחוזק הקריעה של גיליון הנייר עלו תחילה ולאחר מכן נטו להיות יציבים יחסית, בעוד שסיבולת הקיפול הראתה מגמה של עלייה תחילה ולאחר מכן ירידה.כאשר המינון הוא 0.12%, ניתן להשיג את אפקט חיזוק הנייר הברור.

למשקל המולקולרי של 5.3CMC יש גם השפעה משמעותית על השפעת החיזוק של הנייר.CMC עם צמיגות של 400-600mPa·s יכול להשיג חיזוק יריעה טוב.

5.4 למידת החלפת ה-CMC יש השפעה על השפעת החיזוק של הנייר.ה-CMC עם דרגת ההחלפה של 0.6 ו-0.9 יכול כמובן לשפר את ביצועי חוזק הנייר.השפעת השיפור של CMC עם דרגת החלפה של 0.6 טובה יותר מזו של CMC עם דרגת החלפה של 0.9.