Karboksimetil celuloza (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) je etrski derivat naravne celuloze.Je bel ali rahlo rumen prah.Je vodotopna anionska površinsko aktivna snov.Je brez vonja, okusa, netoksičen in je odlično topen v vodi., Viskoznost, emulgiranje, difuzija, odpornost na encime, stabilnost in prijaznost do okolja, CMC se pogosto uporablja v proizvodnji papirja, tekstilu, tiskanju in barvanju, nafti, zelenem kmetijstvu in polimernih poljih.V papirni industriji se CMC že vrsto let pogosto uporablja v sredstvih za klejenje površin in lepilih za premaze, vendar ni bil dobro razvit in uporabljen kot sredstvo za ojačitev mokrega dela papirja.
Površina celuloze je negativno nabita, zato je anionski polielektroliti praviloma ne adsorbirajo.Vendar pa so študije pokazale, da je CMC mogoče pritrditi na površino celuloze za beljenje brez elementarnega klora (ECF), kar lahko poveča trdnost papirja;poleg tega je CMC tudi dispergant, ki lahko izboljša disperzijo vlaken v suspenziji in s tem zagotovi enakomernost papirja.Izboljšanje stopnje poveča tudi fizično trdnost papirja;poleg tega bo karboksilna skupina na CMC tvorila vodikovo vez s hidroksilno skupino celuloze na vlaknu, da se poveča trdnost papirja.Trdnost ojačanega papirja je povezana s stopnjo in porazdelitvijo adsorpcije CMC na površini vlaken, moč in porazdelitev adsorpcije CMC na površini vlaken pa sta povezani s stopnjo substitucije (DS) in stopnjo polimerizacije (DP). CMC;naboj, stopnja udarca in pH vlakna, ionska moč medija itd. bodo vplivali na adsorpcijsko količino CMC na površini vlaken, kar bo vplivalo na trdnost papirja.
Ta članek se osredotoča na vpliv postopka dodajanja CMC na mokrem koncu in njegove značilnosti na izboljšanje trdnosti papirja, da bi ovrednotil potencial uporabe CMC kot sredstva za ojačitev na mokrem koncu v proizvodnji papirja in zagotovil osnovo za uporabo in sintezo CMC v mokrem delu za izdelavo papirja.
1. Priprava raztopine CMC
Natančno stehtajte 5,0 g CMC (popolnoma suhega, pretvorjenega v čisti CMC), ga počasi dodajte v 600 ml (50 °C) destilirane vode ob mešanju (500r/min), nadaljujte z mešanjem (20 min), dokler raztopina ni bistra, in pustite, da ohladite na sobno temperaturo, uporabite 1L merilno bučko do konstantne prostornine, da pripravite vodno raztopino CMC s koncentracijo 5,0 g/L, in jo pustite stati na hladnem pri sobni temperaturi 24 ur za kasnejšo uporabo.
Ob upoštevanju dejanske industrijske uporabe (nevtralna izdelava papirja) in učinka povečanja CMC, ko je pH 7,5, se natezni indeks, indeks porušitve, indeks trganja in vzdržljivost zgibanja lista papirja povečajo za 16,4 glede na ustrezno trdnost slepe kontrole vzorec.%, 21,0 %, 13,2 % in 75 %, z očitnim učinkom izboljšanja papirja.Izberite pH 7,5 kot vrednost pH za naknadni dodatek CMC.
2. Učinek odmerka CMC na izboljšanje listov papirja
Dodajte NX-800AT karboksimetil celulozo, odmerek je 0,12 %, 0,20 %, 0,28 %, 0,36 %, 0,44 % (za absolutno suho celulozo).Pod enakimi drugimi pogoji smo kot kontrolni vzorec uporabili slepi vzorec brez dodajanja CMC.
Ko je vsebnost CMC 0,12 %, rezultati kažejo, da se natezni indeks, indeks razpoka, indeks trganja in pregibna trdnost papirnega lista povečajo za 15,2 %, 25,9 %, 10,6 % oziroma 62,5 % v primerjavi s slepim vzorcem.Vidimo lahko, da je glede na industrijsko realnost idealen učinek izboljšanja še vedno mogoče doseči, če je izbran nizek odmerek CMC (0,12 %).
3. Vpliv molekulske mase CMC na utrjevanje papirnih listov
Pod določenimi pogoji viskoznost CMC relativno predstavlja velikost njegove molekulske mase, to je stopnjo polimerizacije.Z dodajanjem CMC v suspenzijo papirne mase viskoznost CMC pomembno vpliva na učinek uporabe.
Dodajte 0,2 % rezultatov testa karboksimetil celuloze NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT, viskoznost je 0, kar pomeni slepi vzorec.
Ko je viskoznost CMC 400～600mPa•s, lahko dodatek CMC doseže dober učinek ojačitve.
4. Vpliv stopnje zamenjave na trdnost papirja, izboljšanega s CMC
Stopnja substitucije CMC, dodanega v mokri del, je nadzorovana med 0,40 in 0,90.Višja kot je stopnja substitucije, boljša je enakomernost in topnost substitucije ter bolj enakomerna je interakcija z vlaknom, vendar se ustrezno poveča tudi negativni naboj, kar bo vplivalo na kombinacijo med CMC in vlaknom [11].Dodajte 0,2 % karboksimetil celuloze NX-800 in NX-800AT z enako viskoznostjo, rezultati so prikazani na sliki 4.
Razpočna trdnost, trdnost trganja in zgibna trdnost se zmanjšajo s povečanjem stopnje substitucije CMC in dosežejo največjo vrednost, ko je stopnja substitucije 0,6, ki se v primerjavi s slepim vzorcem poveča za 21,0 %, 13,2 % in 75 %.Za primerjavo je CMC s stopnjo substitucije 0,6 bolj ugoden za povečanje trdnosti papirja.
5 Zaključek
5.1 pH mokrega sistema gnojevke pomembno vpliva na trdnost papirnega lista, izboljšanega s CMC.Ko je pH v območju od 6,5 do 8,5, ima dodatek CMC dober učinek krepitve, krepitev CMC pa je primerna za nevtralno izdelavo papirja.
5.2 Količina CMC ima velik vpliv na utrjevanje CMC papirja.S povečanjem vsebnosti CMC so se natezna trdnost, odpornost proti razpokanju in trganje papirne plošče najprej povečale in nato bile razmeroma stabilne, medtem ko je vzdržljivost prepogibanja pokazala trend rasti najprej in nato padanja.Ko je odmerek 0,12 %, je mogoče doseči očiten učinek krepitve papirja.
Molekulska masa 5,3 CMC prav tako pomembno vpliva na ojačitveni učinek papirja.CMC z viskoznostjo 400-600 mPa·s lahko doseže dobro ojačitev pločevine.
5.4 Stopnja substitucije CMC vpliva na ojačitveni učinek papirja.CMC s stopnjo zamenjave 0,6 in 0,9 lahko očitno izboljša učinkovitost trdnosti papirja.Učinek povečanja CMC s substitucijsko stopnjo 0,6 je boljši od učinka CMC s substitucijsko stopnjo 0,9.
Čas objave: 28. januarja 2023