Карбоксиметилцелюлоза (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) є ефірним похідним природної целюлози.Це білий або злегка жовтий порошок.Це водорозчинна аніонна поверхнево-активна речовина.Він не має запаху, смаку, нетоксичний і має відмінну розчинність у воді., В’язкість, емульгування, дифузія, стійкість до ферментів, стабільність і екологічність, CMC широко використовується у виробництві паперу, текстилі, друку та фарбуванні, нафтовій промисловості, зеленому сільському господарстві та полімерних галузях.У паперовій промисловості КМЦ багато років широко використовувався в агентах для проклеювання поверхні та адгезивах для покриттів, але він не був добре розроблений і застосований як агент для зміцнення мокрого кінця паперу.
Поверхня целюлози заряджена негативно, тому аніонні поліелектроліти її, як правило, не адсорбують.Проте дослідження показали, що КМЦ можна прикріпити до поверхні целюлози без елементарного відбілювання хлору (ECF), що може підвищити міцність паперу;крім того, CMC також є диспергатором, який може покращити дисперсію волокон у суспензії, тим самим забезпечуючи однорідність паперу.Підвищення ступеня також підвищує фізичну міцність паперу;крім того, карбоксильна група на КМЦ утворює водневий зв'язок з гідроксильною групою целюлози на волокні, щоб збільшити міцність паперу.Міцність армованого паперу пов’язана зі ступенем і розподілом адсорбції CMC на поверхні волокна, а міцність і розподіл адсорбції CMC на поверхні волокна пов’язані зі ступенем заміщення (DS) і ступенем полімеризації (DP) КМЦ;заряд, ступінь биття та рН волокна, іонна сила середовища тощо впливатимуть на кількість адсорбції CMC на поверхні волокна, таким чином впливаючи на міцність паперу.
Ця стаття зосереджена на впливі процесу додавання КМЦ у вологий кінець та його характеристиках на підвищення міцності паперу, щоб оцінити потенціал застосування КМЦ як агента для зміцнення вологого кінця паперу та створити основу для застосування та синтезу КМЦ у мокрій частині виробництва паперу.
1. Приготування розчину КМЦ
Точно зважте 5,0 г КМЦ (абсолютно сухої, перетвореної на чисту КМЦ), повільно додайте її до 600 мл (50°C) дистильованої води при перемішуванні (500 об/хв), продовжуйте перемішувати (20 хв), поки розчин не стане прозорим, і дайте йому охолодіть до кімнатної температури, використовуйте мірну колбу об’ємом 1 л до постійного об’єму, щоб приготувати водний розчин CMC з концентрацією 5,0 г/л, і дайте йому постояти в прохолодному місці при кімнатній температурі протягом 24 годин для подальшого використання.
Враховуючи фактичне промислове застосування (нейтральне виробництво паперу) та ефект посилення КМЦ, коли рН становить 7,5, індекс розтягування, індекс розриву, індекс розриву та стійкість до згортання аркуша паперу відповідно збільшуються на 16,4 відносно відповідної міцності контрольної заготівлі. зразок.%, 21,0 %, 13,2 % і 75 %, з очевидним ефектом покращення паперу.Виберіть pH 7,5 як значення pH для подальшого додавання CMC.
2. Вплив дозування КМЦ на покращення аркуша паперу
Додати карбоксиметилцелюлозу NX-800AT, дозування 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (для абсолютно сухого жому).За тих самих інших умов холоста проба без додавання КМЦ використовувалася як контрольний зразок.
Коли вміст CMC становить 0,12%, результати показують, що індекс розтягування, індекс розриву, індекс розриву та міцність на згинання аркуша паперу збільшуються на 15,2%, 25,9%, 10,6% та 62,5% відповідно порівняно з порожнім зразком.Можна побачити, що, враховуючи промислову реальність, ідеальний ефект посилення все ще можна отримати, коли вибрано низьку дозу CMC (0,12%).
3. Вплив молекулярної маси КМЦ на зміцнення паперового листа
За певних умов в'язкість CMC відносно представляє розмір її молекулярної маси, тобто ступінь полімеризації.Додавання CMC до суспензії паперової маси в’язкість CMC має значний вплив на ефект використання.
Додайте 0,2% NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT результати випробування карбоксиметилцелюлози відповідно, в'язкість 0 означає порожній зразок.
Коли в'язкість КМЦ становить 400～600 мПа•с, додавання КМЦ може досягти гарного ефекту зміцнення.
4. Вплив ступеня заміщення на міцність паперу з КМЦ
Ступінь заміщення CMC, доданого до мокрого кінця, контролюється між 0,40 і 0,90.Чим вищий ступінь заміщення, тим краща однорідність і розчинність заміщення, і тим більш рівномірна взаємодія з волокном, але негативний заряд також збільшується відповідно, що вплине на комбінацію між КМЦ і волокном [11].Додайте 0,2% карбоксиметилцелюлози NX-800 і NX-800AT з однаковою в'язкістю відповідно, результати показано на малюнку 4.
Міцність на розрив, міцність на розрив і міцність на згортання зменшуються зі збільшенням ступеня заміщення CMC і досягають максимуму, коли ступінь заміщення становить 0,6, які відповідно збільшуються на 21,0%, 13,2% і 75% порівняно з порожнім зразком.Для порівняння, CMC зі ступенем заміщення 0,6 є більш сприятливим для підвищення міцності паперу.
5 Висновок
5.1 Рівень рН суспензії вологої частини має важливий вплив на міцність аркуша паперу з КМЦ.Коли рН знаходиться в діапазоні від 6,5 до 8,5, додавання КМЦ може мати хороший зміцнюючий ефект, а зміцнення КМЦ підходить для нейтрального виробництва паперу.
5.2 Кількість КМЦ має великий вплив на зміцнення паперу КМЦ.Зі збільшенням вмісту CMC міцність на розрив, стійкість до розриву та міцність на розрив аркуша паперу спочатку зросла, а потім стала відносно стабільною, тоді як стійкість до згортання показала тенденцію спочатку до збільшення, а потім до зменшення.Коли дозування становить 0,12%, можна отримати очевидний ефект зміцнення паперу.
Молекулярна маса 5,3CMC також має значний вплив на ефект зміцнення паперу.CMC з в'язкістю 400-600 мПа·с може досягти гарного зміцнення листа.
5.4 Ступінь заміщення КМЦ впливає на зміцнювальний ефект паперу.CMC зі ступенем заміщення 0,6 і 0,9, очевидно, може покращити міцність паперу.Ефект посилення CMC зі ступенем заміщення 0,6 кращий, ніж ефект CMC зі ступенем заміщення 0,9.
Час публікації: 28 січня 2023 р