Zastosowanie w mokrej części produkcji papieru

Surfaktanty do klejenia to ważne substancje chemiczne stosowane w mokrych częściach maszyn, które zapewniają wodoodporność papieru i tektury. Są one najczęściej stosowane do pisania, drukowania, pakowania oraz papieru i tektury budowlanej.

Głównymi rodzajami klejów są kleje na bazie kalafonii oraz kleje syntetyczne. Przygotowanie rozproszonej kalafonii to proces fizyczno-chemiczny, w którym stała kalafonia absorbuje ciepło i staje się ciekłą kalafonią. Pomiędzy ciekłą kalafonią a wodą występuje duże napięcie międzyfazowe, a jego zmniejszenie można osiągnąć jedynie poprzez dodanie surfaktantów. Emulgatory i dyspergatory do dyspergowania żywicy kalafoniowej są surfaktantami. Wybór odpowiedniego surfaktantu jest kluczowy w przygotowaniu rozproszonej żywicy kalafoniowej, a powszechnie stosowane surfaktanty to anionowe, kationowe i obojnacze. Najczęściej stosowanym emulgatorem w Chinach jest anionowa rozproszona żywica kalafoniowa, a powszechnie stosowane emulgatory są typu polioksyetylenowego, takie jak fosforan eteru polioksyetylenowego alkoholu tłuszczowego, 2-hydroksy-3-(styrenoglikolu) akrylosulfonian sodu, 2-hydroksy-3-(nonylofenoksypolioksyetylenowy) akrylosulfonian sodu itp. Niektóre emulgatory kationowe, takie jak kationowy poliakrylamid, poliamid, epichlorohydryna poliamidu i skrobia kationowa, są używane do przygotowywania kationowej rozproszonej klejonki kalafoniowej.

Syntetyczne środki klejące obejmują głównie dimer alkiloketenu (AKD) i bezwodnik alkilobursztynowy (ASA). Te dwa rodzaje środków klejących są również znane jako reaktywne środki klejące, ponieważ zawierają aktywne grupy funkcyjne, które mogą reagować z grupami hydroksylowymi włókien i pozostawać na włóknach. Ze względu na zdolność do adaptacji do wysokich warunków pH (pH = 7,5-8,5), ten rodzaj środka klejącego jest popularny w przemyśle papierniczym, ponieważ może wykorzystywać niedrogi węglan wapnia jako wypełniacz, poprawiając wytrzymałość, białość i właściwości papiernicze. Obecnie ponad 50% papieru wysokiej jakości w krajach rozwiniętych osiąga odczyn średnio- lub alkaliczny. AKD i ASA są nierozpuszczalne w wodzie, a stabilny płyn AKD można przygotować, stosując niejonowy środek powierzchniowo czynny typu polioksyetylenowego jako emulgator.

Podczas procesu bielenia masy papierniczej poddanej działaniu surfaktantów w celu kontroli zawartości żywicy, resztki żywicy wytrącają się. Jeśli nie zostaną oddzielone na czas, utworzą lepkie osady, które przylegają do urządzeń, miedzianej siatki maszyny papierniczej, tkaniny wełnianej i cylindrów suszących, utrudniając produkcję papieru, wpływając negatywnie na jej normalną produkcję, a także powodując choroby papieru. Ponadto, wraz z powszechnym stosowaniem makulatury, substancje na bazie żywicy, takie jak kleje, spoiwa farbowe i kleje powłokowe, zawarte w makulaturze, mogą również tworzyć bariery żywiczne, które wpływają negatywnie na produkcję papieru. Dlatego badania i rozwój środków kontrolujących barierę żywiczną stają się coraz ważniejsze.

Powszechnie stosowane środki kontroli bariery żywicowej obejmują wypełniacze nieorganiczne (takie jak talk), fungicydy, surfaktanty, czynniki chelatujące, polimery kationowe, lipazy i środki separujące membrany. Najczęściej stosowanymi surfaktantami są surfaktanty anionowe, które są obecnie najszerzej stosowanymi surfaktantami, w tym siarczany wyższych alkoholi, kwasy alkilobenzenosulfonowe oraz wyższe alkohole, fosforany itp. Surfaktanty kationowe to głównie sole alkiloamin lub czwartorzędowe sole amoniowe. Surfaktanty niejonowe obejmują głównie glikol polietylenowy i poliole. Ponadto istnieją również surfaktanty amfoteryczne i różne kompleksy wieloskładnikowe. Środek odtłuszczający jest również środkiem kontroli żywicy, stosowanym do kontrolowania przyczepności między suszarką a arkuszem papieru, smarowania skrobaka i suszarki oraz kontrolowania rozprowadzania kleju. Obejmuje ona głównie polimerowy płyn poliamidowy, taki jak płyn na bazie alkoholu poliwinylowego, olej mineralny i środek powierzchniowo czynny dopasowany do platformy natryskowej, organiczny płyn silikonowy i kationowy polimer poliaminowo-poliamidowy.

Surfaktant do odpieniania

W procesie produkcji papieru, masa papiernicza zawiera niewielką ilość naturalnych i sztucznych surfaktantów spieniających, takich jak pierwiastki techniczne i kwasy tłuszczowe, a także stabilizatory piany, takie jak polimery syntetyczne i skrobia. W rezultacie pojawia się piana, powodując problemy, takie jak pękanie papieru lub powstawanie dziur. Głównymi składnikami aktywnymi środków przeciwpieniących stosowanych w produkcji papieru są alkohole wysokowęglowe, polietery, estry kwasów tłuszczowych, organiczne polimery krzemu itp. Są one zazwyczaj przygotowywane w postaci lotionu woda w oleju.

Zmiękczacz do produkcji papieru

Miękkość odnosi się do zdolności surfaktantów do tworzenia grup hydrofobowych na powierzchni włókien i adsorbowania ich w odwrotnym kierunku, zmniejszając dynamiczny i statyczny współczynnik tarcia materiału włókienniczego, a tym samym zapewniając gładkość i miękkość. Ocet siarkowy, sulfonowany olej rycynowy i inne anionowe surfaktanty wykazują działanie zmiękczające po zaadsorbowaniu na powierzchni włókien.

Grupy kationowe w surfaktantach kationowych mogą bezpośrednio wiązać się z włóknami o ładunku ujemnym, podczas gdy grupy hydrofobowe tworzą niskoenergetyczne powierzchnie na zewnątrz włókien, co zapewnia szczególnie dobrą elastyczność. Epichlorohydryna bisamidu kwasu tłuszczowego jest stosowana głównie do papieru o wysokich wymaganiach dotyczących elastyczności, takiego jak papier toaletowy, papier higieniczny, podpaski higieniczne, chusteczki higieniczne, serwetki itp.

Surfaktanty jonowe bipolarne mają szeroki zakres zastosowań. Ich grupy kationowe mogą tworzyć wiązania z włóknami, podczas gdy grupy anionowe mogą wiązać się z włóknami poprzez polielektrolity lub jony glinu w masie celulozowej. Mogą również powodować wyprostowanie grup hydrofobowych, znacznie zmniejszając energię powierzchniową. Przykładami takich surfaktantów są 1(.9'aminoetylo)2(17)2(10)3(10)4(10)4(10)5(10)6(10)8(10)8(10)9 ...

Surfaktanty krzemoorganiczne należą do grupy surfaktantów specjalnych, a kationowe krzemoorganiczne czwartorzędowe sole amoniowe są stosowane głównie jako zmiękczacze. Istnieje również wiele innych rodzajów zmiękczaczy, takich jak ester polioksyetylenowy kwasu stearynowego, lanolina polioksyetylenowa, wosk emulgowany itp.

Zmiękczacz do produkcji papieru

Miękkość odnosi się do zdolności surfaktantów do tworzenia grup hydrofobowych na powierzchni włókien i adsorbowania ich w odwrotnym kierunku, zmniejszając dynamiczny i statyczny współczynnik tarcia materiału włókienniczego, a tym samym zapewniając gładkość i miękkość. Ocet siarkowy, sulfonowany olej rycynowy i inne anionowe surfaktanty wykazują działanie zmiękczające po zaadsorbowaniu na powierzchni włókien.

Grupy kationowe w surfaktantach kationowych mogą bezpośrednio wiązać się z włóknami o ładunku ujemnym, podczas gdy grupy hydrofobowe tworzą niskoenergetyczne powierzchnie na zewnątrz włókien, co zapewnia szczególnie dobrą elastyczność. Epichlorohydryna bisamidu kwasu tłuszczowego jest stosowana głównie do papieru o wysokich wymaganiach dotyczących elastyczności, takiego jak papier toaletowy, papier higieniczny, podpaski higieniczne, chusteczki higieniczne, serwetki itp.

Surfaktanty jonowe bipolarne mają szeroki zakres zastosowań. Ich grupy kationowe mogą tworzyć wiązania z włóknami, podczas gdy grupy anionowe mogą wiązać się z włóknami poprzez polielektrolity lub jony glinu w masie celulozowej. Mogą również powodować wyprostowanie grup hydrofobowych, znacznie zmniejszając energię powierzchniową. Przykładami takich surfaktantów są 1(.9'aminoetylo)2(17)2(10)3(10)4(10)4(10)5(10)6(10)8(10)8(10)9 ...

Surfaktanty krzemoorganiczne należą do grupy surfaktantów specjalnych, a kationowe czwartorzędowe sole amoniowe krzemoorganiczne są stosowane głównie jako zmiękczacze.

Istnieje również wiele innych rodzajów zmiękczaczy, takich jak ester polioksyetylenowy kwasu stearynowego, lanolina polioksyetylenowa, wosk emulgowany itp.

Środek antystatyczny

Podczas produkcji papieru specjalnego przetworzonego, czasami mogą wystąpić problemy z antystatycznością. Zastosowanie surfaktantów do obróbki cieczy może zapewnić hydrofilową powierzchnię zewnętrzną. Surfaktant, jako środek antystatyczny, tworzy dodatnią adsorpcję na powierzchni materiału, tworząc na niej grupę hydrofobową. Grupy hydrofilowe rozprzestrzeniają się w przestrzeni, zwiększając przewodność jonową i przewodność absorpcji wilgoci przez włókna, co powoduje zjawisko wyładowań i zmniejszenie rezystancji powierzchniowej, zapobiegając w ten sposób gromadzeniu się elektryczności statycznej. Surfaktanty stosowane jako środki antystatyczne posiadają duże grupy hydrofobowe i silne grupy hydrofilowe. Surfaktanty kationowe mają największe zastosowanie i najlepsze wyniki, a następnie surfaktanty amfoteryczne.

Dyspergator włókien

Główną funkcją dyspergatorów włókien jest redukcja flokulacji włókien i poprawa formowania papieru. Dyspergatory włókien mogą tworzyć dwuwarstwową strukturę na powierzchni włókien. Polarny koniec zewnętrznego dyspergatora ma silne powinowactwo do wody, zwiększając stopień zwilżenia wodą i odpychając ładunki elektrostatyczne, co prowadzi do dyspersji. Do powszechnie stosowanych dyspergatorów włókien należą częściowo zhydrolizowany poliakrylamid (PAM), tlenek polietylenu (PlEO) itp. PEO charakteryzuje się wysoką lepkością, dobrą rozpuszczalnością w wodzie i dobrymi właściwościami smarnymi. Dodanie mniej niż 0,05% do wysokiej jakości papieru toaletowego pozwala uzyskać dobry efekt dyspersji.

Zastosowanie klejenia powierzchniowego i powlekania w papiernictwie

Zarówno zaklejanie powierzchni, jak i powlekanie, polegają na nakładaniu środków chemicznych na powierzchnię papieru, głównie w celu poprawy jego właściwości powierzchniowych, zwiększenia wydajności druku i ogólnej integralności. Istnieje jednak wiele różnic między nimi, z których główna polega na tym, że klejenie powierzchni często wykorzystuje jedynie kleje, podczas gdy powlekanie wykorzystuje zarówno kleje, jak i pigmenty. Klej używany do powlekania powierzchni jest wtłaczany w papier, a pigment nakładany jest na powierzchnię papieru.

Surfaktanty do zaklejania powierzchni

Zgodnie z materiałem, można je podzielić na produkty naturalne i modyfikowane oraz produkty syntetyczne; Zgodnie z właściwościami jonowymi, można je podzielić na anionowe, kationowe i niejonowe; zgodnie z formą produktu, można je podzielić na typ roztworu wodnego i typ lotionu. Powszechnie stosowane kleje powierzchniowe mają grupy hydrofobowe i hydrofilowe, więc ogólnie rzecz biorąc, wszystkie są środkami powierzchniowo czynnymi. Główne środki zaklejające powierzchnię obejmują modyfikowaną skrobię, alkohol poliwinylowy (PVA), karboksymetylocelulozę (CMC) i poliakrylamid (PAM). Różne środki zaklejające powierzchnię można wybrać w zależności od potrzeb. Na przykład: ① Aby poprawić odporność na wodę, można użyć AKD, rozproszonej kalafonii, parafiny, stearynianu chlorku chromu, kopolimeru styrenu i bezwodnika maleinowego oraz innych syntetycznych lateksów żywicznych; ② Aby poprawić odporność na olej, można dodać organiczne związki fluorowane, takie jak kopolimery akrylanu perfluoroalkilowego, kompleksy chromu z kwasem perfluorooktanowym, fosforany perfluoroalkilowe itp. Zwiększyć przyczepność poprzez dodanie żywicy silikonowej. ④ Poprawić wydajność druku, głównie stosując skrobię modyfikowaną, CMC, PVA itp. Poprawić wytrzymałość na sucho i mokro poprzez dodanie skrobi modyfikowanej PAM itp. Aby poprawić połysk druku, stosuje się głównie CMC, alginian sodu i inne materiały. Aby poprawić efekt zaklejania powierzchni, często stosuje się jednocześnie dwa lub więcej środków zaklejających, a efekt jest bardzo znaczący.

Surfaktanty powłokowe

Skład powłok do obróbki powierzchniowej obejmuje głównie kleje, pigmenty i inne dodatki. Sama powłoka jest złożonym związkiem chemicznym, którego skład zmienia się w zależności od specyficznych wymagań papieru i jego receptury. Surfaktanty odgrywają ważną rolę w formulacji powłok papierniczych, w tym głównie dyspergatory powłok, środki przeciwpieniące, środki smarujące, konserwanty, środki antystatyczne i lateks syntetyczny.

Dyspergator powłok: Jest to najważniejszy dodatek do powłok, z których większość to surfaktanty. Jego działanie polega na: ① nadawaniu cząsteczkom pigmentu ładunku, co powoduje generowanie przez nie sił odpychania; ② Pokrywając powierzchnię cząsteczek pigmentu, działa jak koloid ochronny; ③ tworzeniu stanu o wysokiej lepkości wokół cząsteczek, zapobiegając ich agregacji. Najwcześniej stosowanymi dyspergatorami były fosforany, polikrzemiany, wodorofosforan diamonu, produkt kondensacji kwasu benzenosulfonowego i formaldehydu, kazeina, żywica arabska itp. Sześciometafosforan sodu, pirofosforan sodu i tetrafosforan sodu są powszechnie stosowanymi dyspergatorami w powłokach o niskiej zawartości części stałych. W powłokach o dużej zawartości części stałych powszechnie stosuje się dyspergatory organiczne o dużej masie cząsteczkowej, takie jak roztwór poliakrylanu sodu, polimetakrylan sodu i jego pochodne, roztwór soli disodowej kopolimeru bezwodnika diizobutylenowo-maleinowego, a także eter polioksyetylenowy alkilofenolu i eter polioksyetylenowy alkoholi tłuszczowych.

Środek przeciwpieniący: piana często powstaje w procesie przygotowania i powlekania powłoki, a środek przeciwpieniący wymaga dodania. Są to głównie wyższe alkohole, estry kwasów tłuszczowych, fosforan tributylu, fosforan tripropylu itp.

Smar: Aby poprawić płynność i smarowność powłok papierowych, zwiększyć przyczepność, nadać powłokom papierowym gładkość i połysk, zwiększyć plastyczność, zapobiec pękaniu oraz poprawić drukowność papieru powlekanego, można dodać smary. Obecnie najczęściej stosowanymi smarami są rozpuszczalne w wodzie surfaktanty mydlane, reprezentowane przez stearynian wapnia i sodu. Rozpuszczalne w wodzie smary, takie jak stearynian sodu, również mają znaczący wpływ. Jako smary można również stosować węglowodory parafinowe i aminy kwasów tłuszczowych.

Konserwanty: Niektóre naturalne kleje są podatne na degradację i rozwój pleśni, dlatego do powłok papierowych należy dodawać środki antykorozyjne. W powłokach papierowych powszechnie stosowane są czwartorzędowe kationowe środki powierzchniowo czynne na bazie amoniowych związków kationowych, fluorowane związki cykliczne, organiczne związki bromu i siarki, N-(2-benzimidazolilu) karbaminian (karbendazym) itp.

Środek antystatyczny: Dodając do formuły powłoki fluorek oktadecylotrimetyloamoniowy, ester polioksyetylenosorbitanu, fosforan polioksyetylenoeteru alkilofenolowego, sulfonian polistyrenu itp., można nadać papierowi właściwości antystatyczne.

Lateks syntetyczny: Lateks syntetyczny jest ważnym klejem powłokowym. W procesie przygotowania lateksu syntetycznego surfaktanty odgrywają ważną rolę jako emulgatory, dyspergatory, stabilizatory itp.
#Producent chemikaliów#
#Pomocniczy materiał tekstylny#
#Chemikalia tekstylne#
#zmiękczacz silikonu#
#producent silikonu#