Carboxymethylcellulose (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) is een etherderivaat van natuurlijke cellulose.Het is wit of lichtgeel poeder.Het is een in water oplosbare anionische oppervlakteactieve stof.Het is geurloos, smaakloos, niet giftig en heeft een uitstekende wateroplosbaarheid., Viscositeit, emulgering, diffusie, enzymresistentie, stabiliteit en milieuvriendelijkheid, CMC wordt veel gebruikt in de papierproductie, textiel, bedrukken en verven, aardolie, groene landbouw en polymeervelden.In de papierindustrie wordt CMC al vele jaren op grote schaal gebruikt in oppervlaktelijmmiddelen en coatingkleefstoffen, maar het is nog niet goed ontwikkeld en toegepast als versterkingsmiddel voor de natte uiteinden van papier.
Het oppervlak van cellulose is negatief geladen, daarom adsorberen anionische polyelektrolyten het doorgaans niet.Studies hebben echter aangetoond dat CMC kan worden bevestigd aan het oppervlak van elementaire chloorvrije bleekpulp (ECF), wat de sterkte van het papier kan vergroten;bovendien is CMC ook een dispergeermiddel, dat de verspreiding van vezels in de suspensie kan verbeteren, waardoor het papier gelijkmatiger wordt.De verbetering van de graad vergroot ook de fysieke sterkte van het papier;bovendien zal de carboxylgroep op de CMC een waterstofbinding vormen met de hydroxylgroep van de cellulose op de vezel om de sterkte van het papier te vergroten.De sterkte van het versterkte papier houdt verband met de mate en verdeling van CMC-adsorptie op het vezeloppervlak, en de sterkte en verdeling van CMC-adsorptie op het vezeloppervlak houdt verband met de mate van substitutie (DS) en polymerisatiegraad (DP). van CMC;de lading, de mate van kloppen en de pH van de vezel, de ionsterkte van het medium, enz. zullen allemaal de adsorptiehoeveelheid CMC op het vezeloppervlak beïnvloeden, waardoor de sterkte van het papier wordt beïnvloed.
Dit artikel richt zich op de invloed van het CMC-toevoegingsproces aan het natte uiteinde en de kenmerken ervan op de verbetering van de papiersterkte, om het toepassingspotentieel van CMC als wet-end-versterkingsmiddel voor papierproductie te evalueren en een basis te bieden voor de toepassing en synthese van CMC. in het natte uiteinde van de papierproductie.
1. Bereiding van CMC-oplossing
Weeg nauwkeurig 5,0 g CMC af (absoluut droog, omgezet in zuiver CMC), voeg het langzaam toe aan 600 ml (50°C) gedestilleerd water onder roeren (500 omw/min), blijf roeren (20 minuten) tot de oplossing helder is en laat het laat afkoelen tot kamertemperatuur, gebruik een maatkolf van 1 liter tot constant volume om een waterige CMC-oplossing met een concentratie van 5,0 g/l te bereiden en laat deze 24 uur op een koele plaats bij kamertemperatuur staan voor later gebruik.
Rekening houdend met de daadwerkelijke industriële toepassing (neutrale papierproductie) en het CMC-verbeteringseffect, worden, wanneer de pH 7,5 is, de trekindex, barstindex, scheurindex en vouwduurzaamheid van het papiervel respectievelijk met 16,4 verhoogd ten opzichte van de overeenkomstige sterkte van de blanco controle steekproef.%, 21,0%, 13,2% en 75%, met duidelijk papierverbeteringseffect.Selecteer pH 7,5 als pH-waarde voor daaropvolgende CMC-toevoeging.
2. Effect van CMC-dosering op de verbetering van papiervellen
Voeg NX-800AT carboxymethylcellulose toe, de dosering is 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (voor absoluut droge pulp).Onder dezelfde andere omstandigheden werd de blanco zonder toevoeging van CMC als controlemonster gebruikt.
Wanneer het CMC-gehalte 0,12% is, laten de resultaten zien dat de trekindex, barstindex, scheurindex en vouwsterkte van het papiervel respectievelijk met 15,2%, 25,9%, 10,6% en 62,5% toenemen in vergelijking met het blanco monster.Het is duidelijk dat, gezien de industriële realiteit, het ideale versterkende effect nog steeds kan worden verkregen wanneer de lage dosering CMC (0,12%) wordt geselecteerd.
3. Het effect van het CMC-molecuulgewicht op de versterking van papiervellen
Onder bepaalde omstandigheden vertegenwoordigt de viscositeit van CMC relatief de grootte van zijn molecuulgewicht, dat wil zeggen de mate van polymerisatie.Door CMC aan de papiersuspensie toe te voegen, heeft de viscositeit van CMC een aanzienlijke invloed op het gebruikseffect.
Voeg respectievelijk 0,2% NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT carboxymethylcellulosetestresultaten toe, de viscositeit is 0 betekent blanco monster.
Wanneer de viscositeit van CMC 400~600mPa•s bedraagt, kan de toevoeging van CMC een goed versterkend effect bereiken.
4. Effect van de mate van substitutie op de sterkte van CMC-verbeterd papier
De mate van substitutie van CMC toegevoegd aan het natte uiteinde wordt geregeld tussen 0,40 en 0,90.Hoe hoger de substitutiegraad, hoe beter de substitutie-uniformiteit en oplosbaarheid, en hoe uniformer de interactie met de vezel, maar de negatieve lading neemt ook dienovereenkomstig toe, wat de combinatie tussen CMC en de vezel zal beïnvloeden [11].Voeg respectievelijk 0,2% NX-800 en NX-800AT carboxymethylcellulose met dezelfde viscositeit toe; de resultaten worden weergegeven in Figuur 4.
De barststerkte, scheursterkte en vouwsterkte nemen allemaal af met de toename van de CMC-substitutiegraad, en bereiken het maximum wanneer de substitutiegraad 0,6 is, die respectievelijk met 21,0%, 13,2% en 75% toenemen vergeleken met het blanco monster.Ter vergelijking: CMC met een substitutiegraad van 0,6 is gunstiger voor de verbetering van de papiersterkte.
5. Conclusie
5.1 De pH van het natte eindsysteem van de slurry heeft een belangrijke invloed op de sterkte van het CMC-verbeterde papiervel.Wanneer de pH in het bereik van 6,5 tot 8,5 ligt, kan de toevoeging van CMC een goed versterkend effect uitoefenen, en CMC-versterking is geschikt voor het maken van neutraal papier.
5.2 De hoeveelheid CMC heeft een grote invloed op de versterking van CMC-papier.Met de toename van het CMC-gehalte namen de treksterkte, barstweerstand en scheursterkte van het papiervel eerst toe en neigden vervolgens relatief stabiel te zijn, terwijl het vouwduurzaamheid een trend vertoonde van eerst toenemen en vervolgens afnemen.Wanneer de dosering 0,12% bedraagt, kan het voor de hand liggende papierversterkende effect worden verkregen.
Het molecuulgewicht van 5,3CMC heeft ook een aanzienlijke invloed op het versterkende effect van het papier.CMC met een viscositeit van 400-600 mPa·s kan een goede plaatversterking bereiken.
5.4 De mate van CMC-substitutie heeft invloed op het versterkende effect van het papier.De CMC met een substitutiegraad van 0,6 en 0,9 kan uiteraard de prestaties van de papiersterkte verbeteren.Het versterkende effect van CMC met een substitutiegraad van 0,6 is beter dan dat van CMC met een substitutiegraad van 0,9.
Posttijd: 28 januari 2023