Etha ya selulosi katika Sekta ya Karatasi

Karatasi hii inatanguliza aina, mbinu za utayarishaji, sifa za utendakazi na hali ya utumiaji wa etha za selulosi katika tasnia ya utengenezaji wa karatasi, huweka mbele aina mpya za etha za selulosi zenye matarajio ya maendeleo, na kujadili matumizi na mwelekeo wa maendeleo katika utengenezaji wa karatasi.

Maneno muhimu:etha ya selulosi; utendaji; sekta ya karatasi

Cellulose ni kiwanja cha polima asilia, muundo wake wa kemikali ni macromolecule ya polysaccharide na isiyo na maji.β-glucose kama pete ya msingi, na kila pete ya msingi ina kundi la msingi la hidroksili na kundi la pili la hidroksili. Kupitia muundo wake wa kemikali, safu ya derivatives ya selulosi inaweza kupatikana. Njia ya utayarishaji wa etha ya selulosi ni kuguswa na selulosi na NaOH, kisha kutekeleza majibu ya etherification na viitikio vya kazi mbalimbali kama vile kloridi ya methyl, oksidi ya ethilini, oksidi ya propylene, nk, na kisha kuosha chumvi ya bidhaa na sodiamu ya selulosi ili kupata. bidhaa. Cellulose ether ni mojawapo ya derivatives muhimu ya selulosi, ambayo inaweza kutumika sana katika dawa na usafi, sekta ya kemikali ya kila siku, karatasi, chakula, dawa, ujenzi, vifaa na viwanda vingine. Katika miaka ya hivi karibuni, nchi za kigeni zimeweka umuhimu mkubwa kwa utafiti wake, na mafanikio mengi yamepatikana katika kutumia utafiti wa kimsingi, athari za kiutendaji na maandalizi. Katika miaka ya hivi karibuni, baadhi ya watu nchini China wameanza hatua kwa hatua kushiriki katika utafiti wa kipengele hiki, na awali wamepata matokeo fulani katika mazoezi ya uzalishaji. Kwa hivyo, ukuzaji na utumiaji wa etha ya selulosi ina jukumu muhimu sana katika utumiaji wa kina wa rasilimali za kibaolojia zinazoweza kurejeshwa na uboreshaji wa ubora wa karatasi na utendakazi. Ni aina mpya ya viungio vya kutengeneza karatasi yenye thamani ya kuendelezwa.

1. Mbinu za uainishaji na maandalizi ya ethers za selulosi

Uainishaji wa etha za selulosi kwa ujumla umegawanywa katika kategoria 4 kulingana na ionicity.

1.1 Nonionic Cellulose Etha

Etha ya selulosi isiyo ya ionic ni etha ya alkyl ya selulosi, na njia yake ya maandalizi ni kuguswa selulosi na NaOH, na kisha kutekeleza majibu ya etherification na monoma mbalimbali za kazi kama vile monochloromethane, oksidi ya ethilini, oksidi ya propylene, nk. , na kisha kupatikana kwa kuosha chumvi ya ziada na sodiamu ya selulosi, hasa ikiwa ni pamoja na methyl selulosi etha, methyl hidroxyethyl selulosi etha, methyl hidroxypropyl selulosi etha, hidroxyethyl selulosi etha, cyanoethyl Cellulose etha na hidroksibutili selulosi etha hutumiwa sana.

1.2 Anionic cellulose etha

Anionic selulosi etha ni hasa sodium carboxymethyl selulosi na sodium carboxymethyl hidroxyethyl selulosi. Njia ya maandalizi ni kuitikia selulosi na NaOH na kisha kutekeleza etha na asidi kloroasetiki, oksidi ya ethilini na oksidi ya propylene. Kemikali mmenyuko, na kisha kupatikana kwa kuosha na-bidhaa chumvi na selulosi sodiamu.

1.3 Cionic Cellulose Etha

Cationic etha za selulosi hasa ni pamoja na 3-kloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium kloridi selulosi etha, ambayo hutayarishwa kwa kuitikia selulosi na NaOH na kisha kuitikia kwa wakala wa upunguzaji wa cationic 3-chloro-2-hydroxypropyl Trimethyl ammoniamu kloridi au mmenyuko wa etherification oksidi na propylene oksidi. na kisha kupatikana kwa kuosha chumvi ya bidhaa na selulosi ya sodiamu.

1.4 Etha ya Selulosi ya Zwitterionic

Msururu wa molekuli ya etha ya selulosi ya zwitterionic ina vikundi vya anionic na vikundi vya cationic. Njia ya maandalizi yake ni kuitikia selulosi pamoja na NaOH na kisha kuguswa na asidi monochloroasetiki na wakala wa uthibitishaji wa cationic 3-chloro-2-hydroxypropyl Trimethylammonium kloridi hutiwa etherified, na kisha kupatikana kwa kuosha chumvi ya ziada na selulosi ya sodiamu.

2. Utendaji na sifa za ether ya selulosi

2.1 Uundaji wa filamu na kushikamana

Uboreshaji wa etha ya selulosi ina ushawishi mkubwa juu ya sifa na mali zake, kama vile umumunyifu, uwezo wa kutengeneza filamu, nguvu ya dhamana na upinzani wa chumvi. Ether ya cellulose ina nguvu ya juu ya mitambo, kubadilika, upinzani wa joto na upinzani wa baridi, na ina utangamano mzuri na resini mbalimbali na plasticizers, na inaweza kutumika kufanya plastiki, filamu, varnishes, adhesives, mpira Na vifaa vya mipako ya madawa ya kulevya, nk.

2.2 Umumunyifu

Etha ya selulosi ina umumunyifu mzuri wa maji kutokana na kuwepo kwa vikundi vya polyhydroxyl, na ina uteuzi tofauti wa kutengenezea kwa vimumunyisho vya kikaboni kulingana na vibadala tofauti. Methylcellulose ni mumunyifu katika maji baridi, hakuna katika maji ya moto, na pia mumunyifu katika baadhi ya vimumunyisho; selulosi ya methyl hydroxyethyl huyeyushwa katika maji baridi, haiyeyuki katika maji moto na vimumunyisho vya kikaboni. Hata hivyo, wakati mmumunyo wa maji wa methylcellulose na methylhydroxyethylcellulose inapokanzwa, methylcellulose na methylhydroxyethylcellulose zitaongezeka. Selulosi ya Methyl inakabiliwa na 45-60°C, huku halijoto ya kunyesha ya selulosi iliyochanganywa ya methyl hydroxyethyl ikiongezeka hadi 65-80.°C. Wakati halijoto inapopunguzwa, mvua huyeyuka tena. Hydroxyethylcellulose na sodium carboxymethylcellulose huyeyuka katika maji kwa halijoto yoyote na hakuna katika vimumunyisho vya kikaboni (isipokuwa chache). Kutumia mali hii, dawa mbalimbali za kukataa mafuta na vifaa vya filamu vya mumunyifu vinaweza kutayarishwa.

2.3 Kunenepa

Ether ya selulosi hupasuka katika maji kwa namna ya colloid, mnato wake unategemea kiwango cha upolimishaji wa ether ya selulosi, na suluhisho lina macromolecules ya hidrati. Kwa sababu ya msongamano wa macromolecules, tabia ya mtiririko wa suluhu hutofautiana na ile ya vimiminika vya Newton, lakini huonyesha tabia inayobadilika kwa nguvu ya kukata manyoya. Kutokana na muundo wa macromolecular wa ether ya selulosi, mnato wa suluhisho huongezeka kwa kasi na ongezeko la mkusanyiko na hupungua kwa kasi na ongezeko la joto. Kulingana na sifa zake, etha za selulosi kama vile selulosi ya carboxymethyl na selulosi ya hydroxyethyl zinaweza kutumika kama vinene vya kemikali za kila siku, mawakala wa kubakiza maji kwa ajili ya mipako ya karatasi, na vinene vya mipako ya usanifu.

2.4 Uharibifu

Wakati ether ya selulosi inafutwa katika awamu ya maji, bakteria itakua, na ukuaji wa bakteria utasababisha uzalishaji wa bakteria ya enzyme. Kimeng'enya huvunja vifungo vya kitengo cha anhydroglukosi ambacho hakijabadilishwa kilicho karibu na etha ya selulosi, na hivyo kupunguza uzani wa molekuli ya polima. Kwa hiyo, ikiwa suluhisho la maji ya selulosi ya ether inapaswa kuhifadhiwa kwa muda mrefu, vihifadhi lazima viongezwe ndani yake, na hatua fulani za antiseptic zinapaswa kuchukuliwa hata kwa ethers za selulosi na mali ya antibacterial.

3. Matumizi ya etha ya selulosi katika sekta ya karatasi

3.1 Wakala wa kuimarisha karatasi

Kwa mfano, CMC inaweza kutumika kama kisambaza nyuzi na wakala wa kuimarisha karatasi, ambayo inaweza kuongezwa kwenye massa. Kwa kuwa selulosi ya sodium carboxymethyl ina malipo sawa na massa na chembe za kujaza, inaweza kuongeza usawa wa nyuzi. Athari ya kuunganisha kati ya nyuzi inaweza kuboreshwa, na viashirio vya kimwili kama vile nguvu ya mkazo, nguvu ya kupasuka, na usawa wa karatasi wa karatasi vinaweza kuboreshwa. Kwa mfano, Longzhu na wengine hutumia majimaji ya mbao ya sulfite iliyopaushwa 100%, poda ya talcum 20%, gundi ya rosini iliyotawanywa 1%, kurekebisha thamani ya pH hadi 4.5 na salfati ya alumini, na kutumia mnato wa juu zaidi wa CMC (mnato 800~1200MPA.S) Shahada. badala ya 0.6. Inaweza kuonekana kuwa CMC inaweza kuboresha nguvu kavu ya karatasi na pia kuboresha kiwango chake cha ukubwa.

3.2 Wakala wa kupima uso

Selulosi ya sodiamu carboxymethyl inaweza kutumika kama wakala wa kupima uso wa karatasi ili kuboresha uimara wa uso wa karatasi. Athari ya matumizi yake inaweza kuongeza nguvu ya uso kwa karibu 10% ikilinganishwa na matumizi ya sasa ya pombe ya polyvinyl na wakala wa kupima wanga iliyorekebishwa, na kipimo kinaweza kupunguzwa kwa karibu 30%. Ni wakala wa kuahidi sana wa kupima uso kwa utengenezaji wa karatasi, na safu hii ya aina mpya inapaswa kuendelezwa kikamilifu. Etha ya selulosi ya cationic ina utendaji bora wa kupima uso kuliko wanga wa cationic. Haiwezi tu kuboresha nguvu ya uso wa karatasi, lakini pia kuboresha utendaji wa ngozi ya wino wa karatasi na kuongeza athari ya dyeing. Pia ni wakala wa kuahidi wa kupima uso. Mo Lihuan na wengine walitumia selulosi ya sodium carboxymethyl na wanga iliyooksidishwa kufanya vipimo vya kupima uso kwenye karatasi na kadibodi. Matokeo yanaonyesha kuwa CMC ina athari bora ya ukubwa wa uso.

Methyl carboxymethyl cellulose sodiamu ina utendaji fulani wa saizi, na sodiamu ya selulosi ya carboxymethyl inaweza kutumika kama wakala wa kupima massa. Mbali na kiwango chake cha ukubwa, etha ya selulosi ya cationic pia inaweza kutumika kama Kichujio cha usaidizi wa kutengeneza karatasi, kuboresha kiwango cha uhifadhi wa nyuzi laini na vichungi, na pia inaweza kutumika kama wakala wa kuimarisha karatasi.

3.3 Kiimarishaji cha Emulsion

Etha ya selulosi hutumiwa sana katika utayarishaji wa emulsion kwa sababu ya athari yake nzuri ya unene katika mmumunyo wa maji, ambayo inaweza kuongeza mnato wa kati ya utawanyiko wa emulsion na kuzuia mvua ya emulsion na stratification. Kama vile sodium carboxymethyl cellulose, hidroxyethyl cellulose etha, hydroxypropyl cellulose etha, n.k. inaweza kutumika kama vidhibiti na mawakala wa kinga kwa ufizi wa rosini iliyotawanywa, etha ya selulosi ya cationic, etha ya hydroxyethyl selulosi, hydroxypropyl cellulose etha, etha selulosi ya selulosi, nk. etha, n.k. pia inaweza kutumika kama mawakala wa kinga kwa cationic disperse rosini gum, AKD, ASA na vijenzi vingine. Longzhu et al. imetumia 100% ya massa ya mbao ya sulfite iliyopauka, 20% ya unga wa talcum, gundi ya rosini iliyotawanywa 1%, ilirekebisha thamani ya pH hadi 4.5 na salfati ya alumini, na ilitumia mnato wa juu zaidi wa CMC (mnato 800~12000MPA.S). Kiwango cha uingizwaji ni 0.6, na hutumiwa kwa ukubwa wa ndani. Inaweza kuonekana kutokana na matokeo kwamba kiwango cha ukubwa wa mpira wa rosini iliyo na CMC ni dhahiri kuboreshwa, na utulivu wa emulsion ya rosini ni nzuri, na kiwango cha uhifadhi wa nyenzo za mpira pia ni za juu.

3.4 Wakala wa kubakiza maji ya mipako

Inatumika kwa mipako na usindikaji wa binder ya mipako ya karatasi, selulosi ya cyanoethyl, selulosi ya hydroxyethyl, nk inaweza kuchukua nafasi ya kasini na sehemu ya mpira, ili wino wa uchapishaji uweze kupenya kwa urahisi na kingo ziwe wazi. Selulosi ya carboxymethyl na etha ya hydroxyethyl carboxymethyl cellulose inaweza kutumika kama kisambaza rangi, kinene, kikali ya kuhifadhi maji na kidhibiti. Kwa mfano, kiasi cha selulosi ya carboxymethyl inayotumiwa kama wakala wa kuhifadhi maji katika utayarishaji wa mipako ya karatasi iliyofunikwa ni 1-2%.

4. Mwenendo wa Maendeleo ya Etha ya Cellulose Inatumika katika Sekta ya Karatasi

Utumiaji wa urekebishaji wa kemikali ili kupata viambajengo vya selulosi na vitendaji maalum ni njia mwafaka ya kutafuta matumizi mapya ya mavuno makubwa zaidi duniani ya selulosi asili ya viumbe hai. Kuna aina nyingi za derivatives za selulosi na utendaji mpana, na etha za selulosi zimetumika katika tasnia nyingi kwa sababu ya utendakazi wao bora. Ili kukidhi mahitaji ya tasnia ya karatasi, ukuzaji wa etha ya selulosi inapaswa kuzingatia mielekeo ifuatayo:

(1) Tengeneza bidhaa mbalimbali za vipimo vya etha za selulosi zinazofaa kwa matumizi ya tasnia ya karatasi, kama vile bidhaa za mfululizo zilizo na viwango tofauti vya uingizwaji, mnato tofauti, na molekuli tofauti za jamaa, kwa uteuzi katika utengenezaji wa aina tofauti za karatasi.

(2) Ukuzaji wa aina mpya za etha za selulosi unapaswa kuongezwa, kama vile etha za selulosi za cationic zinazofaa kwa uhifadhi wa karatasi na visaidizi vya mifereji ya maji, mawakala wa kupima uso, na etha za selulosi za zwitterionic ambazo zinaweza kutumika kama mawakala wa kuimarisha ili kuchukua nafasi ya mipako ya mpira wa cyanoethyl cellulose etha. na kadhalika kama mfungaji.

(3) Imarisha utafiti kuhusu mchakato wa utayarishaji wa etha ya selulosi na mbinu yake mpya ya utayarishaji, hasa utafiti wa kupunguza gharama na kurahisisha mchakato.

(4) Imarisha utafiti kuhusu sifa za etha za selulosi, hasa sifa za kutengeneza filamu, sifa za kuunganisha na unene wa etha mbalimbali za selulosi, na uimarishe utafiti wa kinadharia kuhusu utumiaji wa etha za selulosi katika utengenezaji wa karatasi.