Карбоксиметилцеллюлоза (карбоксиметилцеллюлоза, КМЦ) представляет собой эфирное производное природной целлюлозы.Это белый или слегка желтоватый порошок.Это водорастворимое анионное поверхностно-активное вещество.Он не имеет запаха, вкуса, нетоксичен и обладает отличной растворимостью в воде.Благодаря вязкости, эмульгированию, диффузии, устойчивости к ферментам, стабильности и экологичности КМЦ широко используется в производстве бумаги, текстиля, печати и крашения, нефтяной промышленности, экологическом сельском хозяйстве и полимерах.В бумажной промышленности КМЦ уже много лет широко используется в проклеивающих веществах для поверхности и клеях для покрытий, но она не была хорошо разработана и не применялась в качестве упрочнителя мокрой части бумаги при производстве бумаги.
Поверхность целлюлозы заряжена отрицательно, поэтому анионные полиэлектролиты ее обычно не адсорбируют.Однако исследования показали, что КМЦ может быть прикреплена к поверхности целлюлозы, отбеленной без элементарного хлора (ECF), что может повысить прочность бумаги;кроме того, КМЦ также является диспергатором, который может улучшить дисперсию волокон в суспензии, тем самым обеспечивая равномерность бумаги.Повышение степени также увеличивает физическую прочность бумаги;более того, карбоксильная группа КМЦ образует водородную связь с гидроксильной группой целлюлозы на волокне, увеличивая прочность бумаги.Прочность армированной бумаги связана со степенью и распределением адсорбции КМЦ на поверхности волокна, а прочность и распределение адсорбции КМЦ на поверхности волокна связаны со степенью замещения (DS) и степенью полимеризации (DP). КМЦ;заряд, степень избиения и pH волокна, ионная сила среды и т. д. — все это влияет на количество адсорбции КМЦ на поверхности волокна, тем самым влияя на прочность бумаги.
В этой статье основное внимание уделяется влиянию процесса добавления КМЦ на мокрую часть и его характеристик на повышение прочности бумаги, чтобы оценить потенциал применения КМЦ в качестве упрочнителя мокрой части при производстве бумаги и обеспечить основу для применения и синтеза КМЦ. в мокрой части бумажного производства.
1. Приготовление раствора КМЦ
Точно взвесьте 5,0 г КМЦ (абсолютно сухой, преобразованный в чистую КМЦ), медленно добавьте ее в 600 мл (50°C) дистиллированной воды при перемешивании (500 об/мин), продолжайте перемешивать (20 мин), пока раствор не станет прозрачным, и оставьте набухать. охладить до комнатной температуры, использовать мерную колбу емкостью 1 л до постоянного объема, чтобы приготовить водный раствор КМЦ с концентрацией 5,0 г/л, и дать ему постоять в прохладном месте при комнатной температуре в течение 24 часов для дальнейшего использования.
Принимая во внимание фактическое промышленное применение (нейтральное производство бумаги) и эффект усиления CMC, когда pH равен 7,5, индекс растяжения, индекс разрыва, индекс разрыва и прочность при складывании бумажного листа соответственно увеличиваются на 16,4 по сравнению с соответствующей прочностью контрольной заготовки. образец.%, 21,0%, 13,2% и 75%, с очевидным эффектом улучшения качества бумаги.Выберите pH 7,5 в качестве значения pH для последующего добавления CMC.
2. Влияние дозировки КМЦ на улучшение качества листа бумаги.
Добавляют карбоксиметилцеллюлозу NX-800AT, дозировка 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (для абсолютно сухой целлюлозы).В тех же других условиях в качестве контрольного образца использовали бланк без добавления КМЦ.
Когда содержание КМЦ составляет 0,12%, результаты показывают, что индекс растяжения, индекс разрыва, индекс разрыва и прочность при складывании бумажного листа увеличиваются на 15,2%, 25,9%, 10,6% и 62,5% соответственно по сравнению с пустым образцом.Можно видеть, что, учитывая промышленную реальность, идеальный эффект улучшения все же может быть получен при выборе низкой дозировки КМЦ (0,12%).
3. Влияние молекулярной массы КМЦ на упрочнение бумажного листа.
При определенных условиях вязкость КМЦ относительно представляет собой размер ее молекулярной массы, то есть степень полимеризации.При добавлении КМЦ в суспензию бумажной массы вязкость КМЦ оказывает значительное влияние на эффект использования.
Добавьте 0,2% результатов испытаний на карбоксиметилцеллюлозу NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT соответственно, вязкость равна 0, что означает пустой образец.
Когда вязкость КМЦ составляет 400～600 мПа•с, добавление КМЦ может обеспечить хороший эффект армирования.
4. Влияние степени замещения на прочность бумаги с добавлением КМЦ.
Степень замещения КМЦ, добавляемой в мокрую часть, регулируют в пределах от 0,40 до 0,90.Чем выше степень замещения, тем лучше однородность замещения и растворимость, а также более однородное взаимодействие с волокном, но соответственно увеличивается и отрицательный заряд, что повлияет на комбинацию КМЦ и волокна [11].Добавьте 0,2% карбоксиметилцеллюлозы NX-800 и NX-800AT одинаковой вязкости соответственно, результаты показаны на рисунке 4.
Прочность на разрыв, прочность на разрыв и прочность на складывание уменьшаются с увеличением степени замещения КМЦ и достигают максимума, когда степень замещения равна 0,6, что соответственно увеличивается на 21,0%, 13,2% и 75% по сравнению с контрольным образцом.Для сравнения, КМЦ со степенью замещения 0,6 более способствует повышению прочности бумаги.
5. Вывод
5.1 Уровень pH проточной части системы суспензии оказывает важное влияние на прочность бумажного листа с добавлением КМЦ.Когда pH находится в диапазоне от 6,5 до 8,5, добавление КМЦ может оказать хороший упрочняющий эффект, а усиление КМЦ подходит для производства нейтральной бумаги.
5.2 Количество КМЦ оказывает большое влияние на прочность бумаги КМЦ.С увеличением содержания КМЦ прочность на разрыв, сопротивление разрыву и прочность на разрыв бумажного листа сначала увеличивались, а затем имели тенденцию к относительной стабильности, в то время как прочность при складывании имела тенденцию сначала к увеличению, а затем к снижению.Когда дозировка составляет 0,12%, можно получить очевидный эффект упрочнения бумаги.
Молекулярная масса 5,3КМЦ также оказывает существенное влияние на упрочняющий эффект бумаги.КМЦ с вязкостью 400-600 мПа·с позволяет добиться хорошего упрочнения листа.
5.4 Степень замены КМЦ влияет на упрочняющий эффект бумаги.КМЦ со степенью замещения 0,6 и 0,9, очевидно, может улучшить показатели прочности бумаги.Эффект усиления КМЦ со степенью замещения 0,6 лучше, чем у КМЦ со степенью замещения 0,9.
Время публикации: 28 января 2023 г.