A carboximetilcelulose (Carboximetilcelulose, CMC) é um éter derivado da celulose natural. É um pó branco ou ligeiramente amarelo. É um surfactante aniônico solúvel em água. É inodoro, insípido, não tóxico e possui excelente solubilidade em água. , Viscosidade, emulsificação, difusão, resistência enzimática, estabilidade e respeito ao meio ambiente, o CMC é amplamente utilizado na fabricação de papel, têxtil, impressão e tingimento, petróleo, agricultura verde e campos de polímeros. Na indústria de papel, o CMC tem sido amplamente utilizado em agentes de colagem de superfície e adesivos de revestimento há muitos anos, mas não foi bem desenvolvido e aplicado como agente de reforço de extremidade úmida na fabricação de papel.
A superfície da celulose é carregada negativamente, portanto, os polieletrólitos aniônicos geralmente não a adsorvem. No entanto, estudos demonstraram que o CMC pode ser fixado à superfície da polpa de branqueamento elementar sem cloro (ECF), o que pode aumentar a resistência do papel; além disso, o CMC também é um dispersante, que pode melhorar a dispersão das fibras na suspensão, trazendo uniformidade ao papel. A melhoria do grau também aumenta a resistência física do papel; além disso, o grupo carboxila no CMC formará uma ligação de hidrogênio com o grupo hidroxila da celulose na fibra para aumentar a resistência do papel. A resistência do papel reforçado está relacionada ao grau e distribuição da adsorção de CMC na superfície da fibra, e a resistência e distribuição da adsorção de CMC na superfície da fibra estão relacionadas ao grau de substituição (DS) e ao grau de polimerização (DP) do CMC; a carga, o grau de batimento e o pH da fibra, a força iônica do meio, etc. afetarão a quantidade de adsorção de CMC na superfície da fibra, afetando assim a resistência do papel.
Este artigo enfoca a influência do processo de adição de CMC na parte úmida e suas características no aumento da resistência do papel, a fim de avaliar o potencial de aplicação do CMC como agente de reforço da parte úmida na fabricação de papel e fornecer uma base para a aplicação e síntese de CMC. na zona úmida da fabricação de papel.
1. Preparação da solução CMC
Pesar com precisão 5,0 g de CMC (absolutamente seco, convertido em CMC puro), adicionar lentamente a 600ml (50°C) de água destilada sob agitação (500r/min), continuar mexendo (20min) até a solução ficar límpida e deixar resfriar até a temperatura ambiente, usar um balão volumétrico de 1L até volume constante para preparar uma solução aquosa de CMC com concentração de 5,0g/L e deixar repousar em local fresco em temperatura ambiente por 24 horas para uso posterior.
Considerando a aplicação industrial real (fabricação de papel neutro) e o efeito de aprimoramento do CMC, quando o pH é 7,5, o índice de tração, o índice de ruptura, o índice de rasgo e a resistência à dobragem da folha de papel são aumentados respectivamente em 16,4 em relação à resistência correspondente do controle em branco amostra. %, 21,0%, 13,2% e 75%, com óbvio efeito de aprimoramento do papel. Selecione pH 7,5 como o valor de pH para adição subsequente de CMC.
2. Efeito da dosagem de CMC no aprimoramento da folha de papel
Adicione carboximetilcelulose NX-800AT, a dosagem é 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (para polpa seca absoluta). Nas mesmas outras condições, o branco sem adição de CMC foi utilizado como amostra controle.
Quando o teor de CMC é de 0,12%, os resultados mostram que o índice de tração, o índice de ruptura, o índice de rasgo e a resistência à dobra da folha de papel aumentam em 15,2%, 25,9%, 10,6% e 62,5%, respectivamente, em comparação com a amostra em branco. Percebe-se que considerando a realidade industrial, o efeito de potencialização ideal ainda pode ser obtido quando se seleciona a dosagem baixa de CMC (0,12%).
3. O efeito do peso molecular do CMC no fortalecimento da folha de papel
Sob certas condições, a viscosidade do CMC representa relativamente o tamanho do seu peso molecular, isto é, o grau de polimerização. Adicionando CMC à suspensão de papel, a viscosidade do CMC tem um impacto significativo no efeito de uso.
Adicione 0,2% de resultados de teste de carboximetilcelulose NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT, respectivamente, a viscosidade é 0 significa amostra em branco.
Quando a viscosidade do CMC é de 400~600mPa•s, a adição de CMC pode alcançar um bom efeito de reforço.
4. Efeito do grau de substituição na resistência do papel aprimorado com CMC
O grau de substituição do CMC adicionado à parte úmida é controlado entre 0,40 e 0,90. Quanto maior o grau de substituição, melhor será a uniformidade e solubilidade da substituição, e mais uniforme será a interação com a fibra, mas a carga negativa também aumenta correspondentemente, o que afetará a combinação entre o CMC e a fibra [11]. Adicione 0,2% de carboximetilcelulose NX-800 e NX-800AT com a mesma viscosidade respectivamente, os resultados são mostrados na Figura 4.
A resistência ao rompimento, a resistência ao rasgo e a resistência à dobra diminuem com o aumento do grau de substituição do CMC e atingem o máximo quando o grau de substituição é 0,6, que aumentam respectivamente em 21,0%, 13,2% e 75% em comparação com a amostra em branco. Em comparação, o CMC com um grau de substituição de 0,6 é mais propício ao aumento da resistência do papel.
5 Conclusão
5.1 O pH do sistema de lama úmida tem uma influência importante na resistência da folha de papel aprimorada com CMC. Quando o pH está na faixa de 6,5 a 8,5, a adição de CMC pode exercer um bom efeito de fortalecimento, e o fortalecimento de CMC é adequado para fabricação de papel neutro.
5.2 A quantidade de CMC tem grande influência no fortalecimento do papel CMC. Com o aumento do teor de CMC, a resistência à tração, a resistência ao rompimento e a resistência ao rasgo da folha de papel aumentaram primeiro e depois tenderam a ser relativamente estáveis, enquanto a resistência à dobra mostrou uma tendência de aumentar primeiro e depois diminuir. Quando a dosagem é de 0,12%, o efeito óbvio de fortalecimento do papel pode ser obtido.
O peso molecular de 5,3CMC também tem um impacto significativo no efeito de fortalecimento do papel. O CMC com uma viscosidade de 400-600mPa·s pode alcançar um bom fortalecimento da folha.
5.4 O grau de substituição do CMC tem impacto no efeito fortalecedor do papel. O CMC com grau de substituição de 0,6 e 0,9 pode obviamente melhorar o desempenho da resistência do papel. O efeito de aprimoramento do CMC com um grau de substituição de 0,6 é melhor do que o do CMC com um grau de substituição de 0,9.
Horário da postagem: 28 de janeiro de 2023