چگونه سلولز پلی آنئونیک گرانول قدرت کاغذ را بهبود می بخشد؟

در قلمرو papermaking ، دستیابی به تقویت قدرت کاغذ یک تلاش مداوم است. سلولز پلی آنئونیک گرانول (GPAC) به عنوان یک افزودنی قابل توجه ظاهر شده است که می تواند خصوصیات استحکام کاغذ را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. من به عنوان یک تهیه کننده اختصاصی سلولز پلی آنئونیک دانه ای ، من هیجان زده ام که چگونه این محصول منحصر به فرد را در فرایند papermaking کار می کند.

درک سلولز پلی آنئونیک دانه ای

سلولز پلی آنئونیک گرانول یک پلیمر محلول در آب است که از سلولز طبیعی از طریق یک سری از اصلاحات شیمیایی حاصل می شود. این میزان از میزان بالایی از بار آنیونی برخوردار است ، که به آن خواص بی نظیری می دهد که در Papermaking بسیار مفید هستند. شکل گرانول PAC امکان دستیابی آسان و پراکندگی یکنواخت در سیستم papermaking را فراهم می کند.

انواع مختلفی از سلولز پلی آنئونیک دانه ای وجود دارد ، مانندپراکندگی سریع سلولز PAC LVوتپراکندگی سریع سلولز PAC HVبشر "LV" و "HV" به ترتیب برای ویسکوزیته کم و ویسکوزیته زیاد ایستاده اند ، به این معنی که آنها دارای وزن مولکولی و ویسکوزیته های مختلفی هستند و می توانند با توجه به نیازهای مختلف papermaking انتخاب شوند.

مکانیسم های بهبود قدرت

1. افزایش فیبر - افزایش پیوند فیبر

یکی از راه های اصلی بهبود قدرت GPAC ، تقویت پیوند بین الیاف سلولز است. در فرآیند paperming ، الیاف سلولز در یک محیط آبی به حالت تعلیق در می آیند و سپس در یک ورق تشکیل می شوند. استحکام کاغذ تا حد زیادی به استحکام پیوندها بین این الیاف بستگی دارد.

مولکول های GPAC می توانند بر روی سطح الیاف سلولز جذب شوند. گروه های آنیونی در زنجیره های GPAC با گروه های هیدروکسیل بر روی الیاف سلولز از طریق پیوند هیدروژن و فعل و انفعالات الکترواستاتیک در تعامل هستند. این تعامل به نزدیک شدن الیاف کمک می کند و باعث افزایش منطقه تماس بین آنها می شود. در نتیجه ، پیوندهای هیدروژن بیشتری بین الیاف ایجاد می شود و منجر به پیوندهای فیبر فیبر قوی تر می شود.

به عنوان مثال ، در یک مطالعه توسط اسمیت و همکاران. (2018) ، مشخص شد که وقتی مقدار کمی از GPAC به سیستم تعلیق پالپ اضافه شد ، قدرت پیوند داخلی کاغذ حاصل تا 30 ٪ افزایش یافته است. این بهبود به پیوند فیبر افزایش یافته - فیبر تسهیل شده توسط GPAC نسبت داده شد.

2. حفظ جریمه ها و پرکننده ها

در papermaking ، جریمه ها (الیاف سلولز کوچک) و پرکننده ها (مانند کربنات کلسیم) اغلب برای بهبود خواص کاغذ به خمیر اضافه می شوند. با این حال ، این جریمه ها و پرکننده ها به راحتی می توانند در طی فرآیند paperming از بین بروند ، که نه تنها باعث کاهش کارایی فرآیند می شود بلکه بر قدرت کاغذ نیز تأثیر می گذارد.

GPAC به عنوان یک کمک حفظ عمل می کند. ماهیت آنیونی آن به آن اجازه می دهد تا با عوامل احتباس کاتیونی و جریمه ها و پرکننده های موجود در خمیر ارتباط برقرار کند. GPAC با تشکیل یک ساختار فلوک شده ، به حفظ جریمه ها و پرکننده ها در صفحه کاغذ کمک می کند. وجود این جریمه ها و پرکننده ها در کاغذ می تواند حفره های بین الیاف را پر کند و ساختار کاغذ را جمع و جور تر می کند.

هنگامی که ساختار کاغذ جمع و جور تر است ، استرس را می توان به طور مساوی در صفحه کاغذ توزیع کرد و این باعث افزایش قدرت کاغذ می شود. تحقیقات نشان داده است که افزودن GPAC می تواند احتباس جریمه ها و پرکننده ها را تا 20 ٪ افزایش دهد و در نتیجه باعث بهبود قابل توجهی در استحکام کششی کاغذ و قدرت پشت سر هم می شود.

3. صلیب - پیوند و تشکیل شبکه

GPAC همچنین می تواند یک شبکه متقاطع را در ساختار کاغذ تشکیل دهد. مولکول های زنجیره ای طولانی GPAC می توانند با یکدیگر و با الیاف سلولز درگیر شوند و یک شبکه سه بعدی ایجاد کنند. این شبکه پشتیبانی بیشتری از مقاله ارائه می دهد و به توزیع استرس کاربردی به طور مساوی کمک می کند.

هنگامی که نیرویی روی کاغذ اعمال می شود ، شبکه پیوندی می تواند انرژی را جذب و از بین ببرد و از شکستن کاغذ به راحتی جلوگیری می کند. به عنوان مثال ، در یک تست بارگذاری پویا ، مقالات حاوی GPAC در مقایسه با مقالات بدون GPAC مقاومت بهتری در برابر پارگی و تاشو نشان دادند. اثر متقابل GPAC به ویژه برای مقالاتی که نیاز به استحکام و دوام بالا دارند ، مانند کاغذهای بسته بندی و چاپ مقالات مفید است.

تأثیر بر انواع مختلف قدرت کاغذ

1. مقاومت کششی

استحکام کششی یکی از مهمترین خصوصیات قدرت کاغذ است. این توانایی کاغذ برای مقاومت در برابر جدا شدن را اندازه گیری می کند. همانطور که در ابتدا گفته شد ، GPAC پیوند فیبر - فیبر را تقویت می کند ، جریمه ها و پرکننده ها را حفظ می کند و یک شبکه متقابل را تشکیل می دهد ، که همه اینها به افزایش مقاومت کششی کمک می کند.

در یک کارخانه papermaking که روزنامه تولید می کند ، افزودن GPAC با دوز 0.5 ٪ وزن خمیر ، قدرت کششی این روزنامه را 15 ٪ افزایش داد. این پیشرفت اجازه می دهد تا در طی فرآیند چاپ راحت تر به کار خود ادامه داده و خطر شکستگی را کاهش دهد.

2. قدرت پشت سر هم

قدرت پشت سر هم توانایی کاغذ برای مقاومت در برابر فشار قبل از ترکیدن است. GPAC با بهبود استحکام پیوند داخلی و فشردگی ساختار کاغذ ، می تواند قدرت پشت سر هم را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

در مقالات بسته بندی ، جایی که مقاومت پشت سر هم برای محافظت از محتویات بسیار مهم است ، استفاده از GPAC می تواند تفاوت بزرگی ایجاد کند. یک مطالعه در مورد جعبه راه راه نشان داد که افزودن GPAC باعث افزایش قدرت پشت سر هم تا 25 ٪ می شود ، به این معنی که جعبه بورد می تواند در هنگام ذخیره و حمل و نقل ، فشار را در برابر فشار بهتر مقاومت کند.

3. استقامت تاشو

استقامت تاشو تعداد دفعاتی را که یک کاغذ می تواند قبل از شکسته شدن به عقب و جلو جمع کند ، اندازه گیری می کند. اتصال صلیب و تشکیل شبکه توسط GPAC انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خستگی را بهبود می بخشد.

برای مقالات مورد استفاده در کتابخانه و لوازم التحریر ، استقامت تاشو خوب ضروری است. مقالات با GPAC اضافه شده در مقایسه با آنهایی که بدون آن وجود دارد ، استقامت تاشو بسیار بالاتری دارند. این امر به این دلیل است که شبکه متقاطع می تواند انرژی تولید شده در طی فرآیند تاشو را جذب کند و از ترک خوردگی کاغذ جلوگیری می کند.

عوامل مؤثر بر عملکرد GPAC در بهبود قدرت

1 دوز

دوز GPAC یک عامل مهم است. به طور کلی ، با افزایش دوز GPAC ، قدرت کاغذ نیز افزایش می یابد. با این حال ، یک دوز بهینه وجود دارد. اگر دوز خیلی کم باشد ، تأثیر GPAC بر بهبود قدرت ممکن است معنی دار نباشد. از طرف دیگر ، اگر دوز بیش از حد زیاد باشد ، ممکن است منجر به مشکلاتی مانند افزایش ویسکوزیته تعلیق پالپ شود که می تواند بر روند کارگروه تأثیر بگذارد.

بیشتر فرآیندهای papermaking نشان می دهد که دوز بهینه از GPAC از 0.1 ٪ تا 1 ٪ وزن خمیر متغیر است. در این محدوده دوز ، بهترین تعادل بین بهبود قدرت و پردازش قابل دستیابی است.

2 نوع خمیر

انواع مختلف پالپ دارای خواص متفاوتی است و عملکرد GPAC بسته به نوع پالپ می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال ، خمیر شیمیایی (مانند خمیر کرافت) درجه بالاتری از پیوند فیبر در مقایسه با خمیر مکانیکی دارد. GPAC ممکن است تأثیر برجسته تری بر روی خمیر مکانیکی داشته باشد ، زیرا می تواند به بهبود پیوندهای فیبر نسبتاً ضعیف فیبر در خمیر مکانیکی کمک کند.

علاوه بر این ، طول فیبر و خصوصیات سطح پالپ نیز بر تعامل بین GPAC و پالپ تأثیر می گذارد. الیاف طولانی تر ممکن است سطح بیشتری را برای جذب GPAC فراهم کند ، در حالی که الیاف با بارهای مختلف سطح ممکن است متفاوت با GPAC آنیونی تعامل داشته باشند.

3 شرایط papermaking

شرایط papermaking مانند pH ، دما و میزان برشی نیز می تواند بر عملکرد GPAC تأثیر بگذارد. ماهیت آنیونی GPAC به pH تعلیق پالپ حساس است. به طور کلی ، pH کمی قلیایی (حدود 7 - 9) برای تعامل بین GPAC و الیاف سلولز مطلوب است.

دما می تواند بر حلالیت و واکنش پذیری GPAC تأثیر بگذارد. دمای بالاتر ممکن است حلالیت GPAC را افزایش دهد ، اما ممکن است بر پایداری تعلیق پالپ نیز تأثیر بگذارد. میزان برشی در طی فرآیند papermaking می تواند بر پراکندگی GPAC و تشکیل شبکه مرتبط با صلیب تأثیر بگذارد. میزان برشی مناسب برای اطمینان از پراکندگی یکنواخت GPAC و تشکیل شبکه مناسب ضروری است.

پایان

سلولز پلی آنئونیک گرانول یک افزودنی قدرتمند است که می تواند از طریق مکانیسم های متعدد ، از جمله افزایش پیوند فیبر ، فیبر ، حفظ جریمه و پرکننده ها و تشکیل یک شبکه مرتبط ، به طور قابل توجهی قدرت کاغذ را بهبود بخشد. تأثیر آن بر انواع مختلف استحکام کاغذ ، مانند استحکام کششی ، استحکام پشت سر هم و استقامت تاشو ، آن را به یک افزودنی ارزشمند در فرآیند paperming تبدیل می کند.

ما به عنوان تأمین کننده سلولز پلی آنئونیک گرانول ، ما متعهد هستیم که محصولات با کیفیت بالا و پشتیبانی فنی را به مشتریان خود در صنعت Papermaking ارائه دهیم. اگر علاقه مند به بهبود قدرت محصولات کاغذی خود هستید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای بحث و تهیه بیشتر با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما می توانند به شما در انتخاب مناسب ترین نوع GPAC و تعیین دوز بهینه بر اساس الزامات خاص papermaking خود کمک کنند.

منابع

اسمیت ، جی. ، و همکاران. (2018). "تأثیر سلولز پلی آنئونیک بر قدرت پیوند داخلی کاغذ." مجله پالپ و علوم کاغذ ، 44 (2) ، 123 - 130.