Karboksymetylcellulose (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) er et eterderivat av naturlig cellulose.Det er hvitt eller svakt gult pulver.Det er et vannløselig anionisk overflateaktivt middel.Det er luktfritt, smakløst, ikke-giftig og har utmerket vannløselighet., Viskositet, emulgering, diffusjon, enzymresistens, stabilitet og miljøvennlighet, CMC er mye brukt i papirproduksjon, tekstil, trykking og farging, petroleum, grønt landbruk og polymerfelt.I papirindustrien har CMC vært mye brukt i overflateliming og belegningslim i mange år, men det har ikke blitt godt utviklet og brukt som et papirfremstillingsmiddel for å styrke våtkantene.
Overflaten til cellulose er negativt ladet, derfor adsorberer ikke anioniske polyelektrolytter den.Studier har imidlertid vist at CMC kan festes til overflaten av elementær klorfri blekemasse (ECF), noe som kan øke styrken til papiret;i tillegg er CMC også et dispergeringsmiddel, som kan forbedre spredningen av fibre i suspensjonen, og dermed gi papiret jevnhet.Forbedringen av graden øker også den fysiske styrken til papiret;dessuten vil karboksylgruppen på CMC danne en hydrogenbinding med hydroksylgruppen til cellulosen på fiberen for å øke styrken til papiret.Styrken til det forsterkede papiret er relatert til graden og fordelingen av CMC-adsorpsjon på fiberoverflaten, og styrken og fordelingen av CMC-adsorpsjon på fiberoverflaten er relatert til graden av substitusjon (DS) og polymerisasjonsgrad (DP). av CMC;ladningen, slaggraden og pH til fiberen, ionestyrken til mediet, etc. vil alle påvirke adsorpsjonsmengden av CMC på fiberoverflaten, og dermed påvirke styrken til papiret.
Denne artikkelen fokuserer på påvirkningen av CMC våt-end-tilsetningsprosessen og dens egenskaper på papirstyrkeforbedring, for å evaluere brukspotensialet til CMC som et papirfremstillings-våt-end-forsterkende middel, og gi et grunnlag for påføring og syntese av CMC i papirfremstillingsvåtkanten.
1. Klargjøring av CMC-løsning
Vei nøyaktig 5,0 g CMC (absolutt tørr, omdannet til ren CMC), tilsett den sakte til 600 ml (50 °C) destillert vann under omrøring (500 r/min), fortsett å røre (20 min) til løsningen er klar, og la den avkjøl til romtemperatur, bruk en 1L målekolbe til konstant volum for å tilberede en CMC vandig løsning med en konsentrasjon på 5,0g/L, og la den stå på et kjølig sted ved romtemperatur i 24 timer for senere bruk.
Med tanke på den faktiske industrielle applikasjonen (nøytral papirfremstilling) og CMC-forbedringseffekten, når pH er 7,5, økes henholdsvis strekkindeksen, sprengningsindeksen, riveindeksen og brettebestandigheten til papirarket med 16,4 i forhold til den tilsvarende styrken til emnekontrollen. prøve.%, 21,0 %, 13,2 % og 75 %, med tydelig papirforbedringseffekt.Velg pH 7,5 som pH-verdi for påfølgende CMC-tilsetning.
2. Effekt av CMC-dosering på forbedring av papirark
Tilsett NX-800AT karboksymetylcellulose, doseringen er 0,12 %, 0,20 %, 0,28 %, 0,36 %, 0,44 % (for absolutt tørr masse).Under de samme andre betingelser ble blindprøven uten tilsetning av CMC brukt som kontrollprøve.
Når CMC-innholdet er 0,12 %, viser resultatene at strekkindeksen, sprengningsindeksen, rivindeksen og brettestyrken til papirarket økes med henholdsvis 15,2 %, 25,9 %, 10,6 % og 62,5 % sammenlignet med blankprøven.Det kan sees at med tanke på den industrielle virkeligheten, kan den ideelle forbedringseffekten fortsatt oppnås når den lave dosen av CMC (0,12%) er valgt.
3. Effekten av CMC-molekylvekt på papirarkstyrking
Under visse forhold representerer viskositeten til CMC relativt størrelsen på dens molekylvekt, det vil si graden av polymerisasjon.Ved å legge CMC til papirmassesuspensjonen, har viskositeten til CMC en betydelig innvirkning på brukseffekten.
Legg til henholdsvis 0,2 % NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT karboksymetylcellulose testresultater, viskositeten er 0 betyr blank prøve.
Når viskositeten til CMC er 400~600mPa•s, kan tilsetning av CMC oppnå en god forsterkende effekt.
4. Effekt av substitusjonsgrad på styrken til CMC-forbedret papir
Substitusjonsgraden av CMC tilsatt til den våte delen kontrolleres mellom 0,40 og 0,90.Jo høyere substitusjonsgrad, jo bedre substitusjonsuniformitet og løselighet, og jo jevnere er interaksjonen med fiberen, men den negative ladningen øker også tilsvarende, noe som vil påvirke kombinasjonen mellom CMC og fiberen [11].Tilsett 0,2 % NX-800 og NX-800AT karboksymetylcellulose med henholdsvis samme viskositet, resultatene er vist i figur 4.
Sprengningsstyrke, rivestyrke og brettestyrke avtar alle med økningen av CMC-substitusjonsgrad, og når maksimum når substitusjonsgraden er 0,6, som økes med henholdsvis 21,0 %, 13,2 % og 75 % sammenlignet med blankprøven.Til sammenligning er CMC med en substitusjonsgrad på 0,6 mer gunstig for å forbedre papirstyrken.
5. Konklusjon
5.1 PH-verdien til oppslemmingens våtendesystem har en viktig innflytelse på styrken til det CMC-forbedrede papirarket.Når pH er i området 6,5 til 8,5, kan tilsetning av CMC gi en god styrkende effekt, og CMC-forsterkning er egnet for nøytral papirfremstilling.
5.2 Mengden CMC har stor innflytelse på styrkingen av CMC-papir.Med økningen av CMC-innholdet økte først strekkstyrken, sprengningsmotstanden og rivestyrken til papirarket og hadde deretter en tendens til å være relativt stabilt, mens bretteutholdenheten viste en trend med å øke først og deretter avta.Når doseringen er 0,12 %, kan den åpenbare papirstyrkende effekten oppnås.
Molekylvekten til 5,3CMC har også en betydelig innvirkning på papirets styrkende effekt.CMC med en viskositet på 400-600mPa·s kan oppnå god platestyrking.
5.4 Graden av CMC-substitusjon har innvirkning på papirets styrkende effekt.CMC med substitusjonsgradene 0,6 og 0,9 kan åpenbart forbedre papirstyrkeytelsen.Forbedringseffekten av CMC med en substitusjonsgrad på 0,6 er bedre enn for CMC med en substitusjonsgrad på 0,9.
Innleggstid: Jan-28-2023