Carboxymethyl cellulose (Carboxy Methyl Cellulose, CMC) là một dẫn xuất ete của cellulose tự nhiên.Đó là bột màu trắng hoặc hơi vàng.Nó là một chất hoạt động bề mặt anion hòa tan trong nước.Nó không mùi, không vị, không độc hại và có khả năng hòa tan trong nước tuyệt vời., Độ nhớt, nhũ hóa, khuếch tán, kháng enzyme, ổn định và thân thiện với môi trường, CMC được sử dụng rộng rãi trong sản xuất giấy, dệt, in và nhuộm, dầu khí, nông nghiệp xanh và lĩnh vực polymer.Trong ngành công nghiệp giấy, CMC đã được sử dụng rộng rãi trong các chất hồ bề mặt và chất kết dính phủ trong nhiều năm, nhưng nó chưa được phát triển và ứng dụng tốt như một chất tăng cường đầu ướt trong sản xuất giấy.
Bề mặt của cellulose mang điện tích âm, do đó, các chất điện phân anion thường không hấp thụ nó.Tuy nhiên, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng CMC có thể được gắn vào bề mặt bột giấy tẩy trắng không chứa clo (ECF), có thể làm tăng độ bền của giấy;Ngoài ra, CMC còn là chất phân tán, có thể cải thiện độ phân tán của sợi trong huyền phù, từ đó mang lại độ đồng đều cho giấy.Việc nâng cao độ cũng làm tăng độ bền vật lý của tờ giấy;Hơn nữa, nhóm carboxyl trên CMC sẽ tạo thành liên kết hydro với nhóm hydroxyl của cellulose trên sợi để tăng độ bền của giấy.Độ bền của giấy gia cố liên quan đến mức độ và sự phân bố hấp phụ CMC trên bề mặt sợi, còn cường độ và phân bố hấp phụ CMC trên bề mặt sợi có liên quan đến mức độ thay thế (DS) và mức độ trùng hợp (DP) của CMC;điện tích, mức độ đập và độ pH của sợi, cường độ ion của môi trường, v.v. đều sẽ ảnh hưởng đến lượng hấp phụ của CMC trên bề mặt sợi, do đó ảnh hưởng đến độ bền của giấy.
Bài viết này tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thêm vào đầu ướt CMC và các đặc tính của nó đến việc tăng cường độ bền của giấy, nhằm đánh giá tiềm năng ứng dụng của CMC làm chất tăng cường đầu ướt trong sản xuất giấy và làm cơ sở cho việc ứng dụng và tổng hợp CMC. trong công đoạn sản xuất giấy ướt.
1. Chuẩn bị dung dịch CMC
Cân chính xác 5,0 g CMC (khô tuyệt đối, chuyển thành CMC nguyên chất), thêm từ từ vào 600ml (50°C) nước cất có khuấy (500 vòng/phút), tiếp tục khuấy (20 phút) cho đến khi dung dịch trong và để yên. để nguội đến nhiệt độ phòng, dùng bình định mức 1L đến thể tích không đổi để pha chế dung dịch nước CMC có nồng độ 5,0g/L, để yên ở nơi mát ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ để sử dụng sau.
Xem xét ứng dụng công nghiệp thực tế (sản xuất giấy trung tính) và hiệu ứng tăng cường CMC, khi độ pH là 7,5, chỉ số độ bền kéo, chỉ số nổ, chỉ số xé và độ bền gấp của tờ giấy lần lượt tăng 16,4 so với độ bền tương ứng của điều khiển trống vật mẫu.%, 21,0%, 13,2% và 75%, với hiệu quả nâng cao giấy rõ ràng.Chọn pH 7,5 làm giá trị pH cho lần bổ sung CMC tiếp theo.
2. Ảnh hưởng của liều lượng CMC đến việc nâng cao chất lượng tờ giấy
Thêm NX-800AT carboxymethyl cellulose, liều lượng 0,12%, 0,20%, 0,28%, 0,36%, 0,44% (đối với bột giấy khô tuyệt đối).Trong cùng các điều kiện khác, mẫu trắng không thêm CMC được sử dụng làm mẫu đối chứng.
Khi hàm lượng CMC là 0,12%, kết quả cho thấy chỉ số kéo, chỉ số bung, chỉ số xé và độ bền gấp của tờ giấy tăng lần lượt là 15,2%, 25,9%, 10,6% và 62,5% so với mẫu trắng.Có thể thấy rằng xét trên thực tế công nghiệp, hiệu quả tăng cường lý tưởng vẫn có thể đạt được khi chọn liều lượng CMC thấp (0,12%).
3. Ảnh hưởng của trọng lượng phân tử CMC đến độ bền của tờ giấy
Trong những điều kiện nhất định, độ nhớt của CMC tương đối đại diện cho kích thước trọng lượng phân tử của nó, tức là mức độ trùng hợp.Thêm CMC vào huyền phù giấy, độ nhớt của CMC có tác động đáng kể đến hiệu quả sử dụng.
Thêm 0,2% NX-50AT, NX-400AT, NX-800AT kết quả xét nghiệm carboxymethyl cellulose tương ứng, độ nhớt bằng 0 có nghĩa là mẫu trắng.
Khi độ nhớt của CMC là 400～600mPa·s, việc bổ sung CMC có thể đạt được hiệu quả gia cố tốt.
4. Ảnh hưởng của mức độ thay thế đến độ bền của giấy tăng cường CMC
Mức độ thay thế CMC được thêm vào đầu ướt được kiểm soát trong khoảng từ 0,40 đến 0,90.Mức độ thay thế càng cao thì độ đồng nhất và độ hòa tan thay thế càng tốt và tương tác với sợi càng đồng đều hơn, nhưng điện tích âm cũng tăng theo, điều này sẽ ảnh hưởng đến sự kết hợp giữa CMC và sợi [11].Thêm 0,2% NX-800 và NX-800AT carboxymethyl cellulose có cùng độ nhớt tương ứng, kết quả được thể hiện trên Hình 4.
Độ bền nổ, độ bền xé và độ bền gấp đều giảm khi tăng mức độ thay thế CMC và đạt mức tối đa khi mức độ thay thế là 0,6, tăng lần lượt 21,0%, 13,2% và 75% so với mẫu trắng.So sánh, CMC với mức độ thay thế 0,6 sẽ có lợi hơn cho việc tăng cường độ bền của giấy.
5. Kết luận
5.1 Độ pH của hệ thống đầu ướt bùn có ảnh hưởng quan trọng đến độ bền của tờ giấy được tăng cường CMC.Khi độ pH nằm trong khoảng 6,5 đến 8,5, việc bổ sung CMC có thể tạo ra tác dụng tăng cường tốt và việc tăng cường CMC phù hợp cho sản xuất giấy trung tính.
5.2 Lượng CMC có ảnh hưởng lớn đến độ bền của giấy CMC.Với sự gia tăng hàm lượng CMC, độ bền kéo, khả năng chống nổ và độ bền xé của tờ giấy tăng lên trước tiên và sau đó có xu hướng tương đối ổn định, trong khi độ bền gấp có xu hướng tăng trước rồi giảm dần.Khi liều lượng là 0,12%, có thể đạt được hiệu quả tăng cường giấy rõ ràng.
Trọng lượng phân tử 5,3CMC cũng có tác động đáng kể đến tác dụng tăng cường của giấy.CMC có độ nhớt 400-600mPa·s có thể đạt được độ bền tấm tốt.
5.4 Mức độ thay thế CMC có tác động đến tác dụng tăng cường của bài báo.CMC với mức độ thay thế là 0,6 và 0,9 rõ ràng có thể cải thiện hiệu suất độ bền của giấy.Hiệu quả nâng cao của CMC với mức độ thay thế là 0,6 tốt hơn so với CMC với mức độ thay thế là 0,9.
Thời gian đăng: Jan-28-2023