Ứng dụng trong khâu ướt của quá trình sản xuất giấy

Chất hoạt động bề mặt dùng để hồ là những hóa chất quan trọng ở đầu ướt, giúp giấy và bìa cứng chống nước. Chúng chủ yếu được sử dụng cho giấy viết, giấy in, bao bì, giấy xây dựng và bìa cứng.

Các loại chất định hình chính là chất định hình gốc nhựa thông và chất định hình gốc tổng hợp. Việc chuẩn bị chất định hình nhựa thông phân tán là một quá trình vật lý và hóa học, trong đó nhựa thông rắn hấp thụ nhiệt và trở thành nhựa thông lỏng. Có một sức căng bề mặt lớn giữa nhựa thông lỏng và nước, và việc giảm sức căng bề mặt này chỉ có thể đạt được bằng cách thêm chất hoạt động bề mặt. Chất nhũ hóa và chất phân tán để phân tán nhựa thông đều là chất hoạt động bề mặt. Lựa chọn chất hoạt động bề mặt phù hợp là chìa khóa để chuẩn bị nhựa thông phân tán, và các chất thường được sử dụng bao gồm chất hoạt động bề mặt anion, cation và lưỡng tính. Chất nhũ hóa được sử dụng phổ biến nhất ở Trung Quốc là nhựa thông phân tán anion, và các chất nhũ hóa thường được sử dụng là loại polyoxyethylene, chẳng hạn như rượu béo polyoxyethylene ether phosphate, natri 2-hydroxy-3- (styrene glycol) acrylic sulfonat, natri 2-hydroxy-3- (nonylphenoxy polyoxyethylene) acrylic sulfonat, v.v. Một số chất nhũ hóa cation như polyacrylamide cation, polyamide polyamide epichlorohydrin và tinh bột cation được sử dụng để điều chế kích thước nhựa thông phân tán cation.

Các chất hồ tổng hợp chủ yếu bao gồm alkyl ketene dimer (AKD) và alkyl succinic anhydride (ASA). Hai loại chất hồ này còn được gọi là chất hồ phản ứng vì chúng chứa các nhóm chức năng hoạt động có thể phản ứng với nhóm hydroxyl của sợi và lưu lại trên sợi. Nhờ khả năng thích ứng với điều kiện pH cao (pH = 7,5-8,5), loại chất hồ này rất phổ biến trong ngành công nghiệp giấy vì nó có thể sử dụng canxi cacbonat giá rẻ làm chất độn để cải thiện độ bền, độ trắng và hiệu suất sản xuất giấy. Hiện nay, hơn 50% giấy cao cấp ở các nước phát triển đạt được quy trình sản xuất giấy từ trung bình đến kiềm. AKD và ASA không tan trong nước, và dung dịch AKD ổn định có thể được điều chế bằng cách sử dụng chất hoạt động bề mặt không ion loại polyoxyethylene làm chất nhũ hóa.

Trong quá trình tẩy trắng bột giấy được xử lý bằng chất hoạt động bề mặt để kiểm soát nhựa, nhựa còn sót lại sẽ kết tủa. Nếu không được tách ra kịp thời, chúng sẽ tạo thành cặn nhớt bám vào thiết bị, lưới đồng của máy làm giấy, vải len và xi lanh sấy, gây trở ngại cho quá trình sản xuất giấy, ảnh hưởng đến quy trình sản xuất giấy thông thường và cũng gây ra các bệnh về giấy. Ngoài ra, với việc sử dụng rộng rãi giấy thải hiện nay, các chất gốc nhựa như keo dán, chất kết dính mực in và keo phủ trong giấy thải cũng có thể tạo ra các rào cản nhựa ảnh hưởng đến quy trình sản xuất giấy. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các chất kiểm soát rào cản nhựa ngày càng trở nên quan trọng.

Các tác nhân kiểm soát lớp chắn nhựa thường được sử dụng bao gồm chất độn vô cơ (như bột talc), thuốc diệt nấm, chất hoạt động bề mặt, tác nhân tạo phức, polyme cation, lipase và tác nhân tách màng. Các chất hoạt động bề mặt được sử dụng phổ biến nhất là chất hoạt động bề mặt anion, hiện là chất hoạt động bề mặt được sử dụng rộng rãi nhất, bao gồm sulfat rượu bậc cao, axit alkylbenzen sulfonic và rượu bậc cao, photphat, v.v. Chất hoạt động bề mặt cation chủ yếu là muối alkyl amin hoặc muối amoni bậc bốn. Chất hoạt động bề mặt không ion chủ yếu bao gồm polyethylene glycol và polyol. Ngoài ra, còn có chất hoạt động bề mặt lưỡng tính và nhiều phức hợp đa thành phần khác nhau. Chất tách cũng là chất kiểm soát nhựa được sử dụng để kiểm soát độ bám dính giữa máy sấy và tờ giấy, bôi trơn dụng cụ cạo và máy sấy, và kiểm soát sự phân phối của chất kết dính. Nó chủ yếu bao gồm dung dịch polyme polyamide, chẳng hạn như dung dịch polyme polyvinyl alcohol, dầu khoáng và nền tảng phun phù hợp với chất hoạt động bề mặt và dung dịch silic hữu cơ polyamine polyamide cation.

Chất hoạt động bề mặt để phá bọt

Trong quá trình sản xuất giấy, bột giấy chứa một lượng nhỏ chất hoạt động bề mặt tạo bọt tự nhiên và nhân tạo như các thành phần kỹ thuật và axit béo, cũng như các chất ổn định bọt như polyme tổng hợp và tinh bột. Do đó, bọt sẽ xuất hiện, gây ra các vấn đề như rách giấy hoặc thủng giấy. Các thành phần hoạt tính chính của chất chống tạo bọt được sử dụng trong sản xuất giấy là cồn cacbon cao, polyete, este axit béo, polyme silic hữu cơ, v.v. Chúng thường được điều chế thành dung dịch nước trong dầu.

Chất làm mềm cho sản xuất giấy

Độ mềm mại đề cập đến khả năng của chất hoạt động bề mặt tạo thành các nhóm kỵ nước trên bề mặt sợi và hấp thụ chúng theo hướng ngược lại, làm giảm hệ số ma sát động và tĩnh của vật liệu sợi, do đó đạt được cảm giác mịn màng và mềm mại. Giấm axit sunfuric, dầu thầu dầu sunfonat hóa và các chất hoạt động bề mặt anion khác thể hiện tác dụng làm mềm khi được hấp thụ trên bề mặt sợi.

Các nhóm cation trong chất hoạt động bề mặt cation có thể liên kết trực tiếp với các sợi tích điện âm, trong khi các nhóm kỵ nước tạo thành bề mặt năng lượng thấp ở bên ngoài sợi, mang lại độ mềm dẻo đặc biệt tốt. Bisamide axit béo epichlorohydrin chủ yếu được sử dụng cho các loại giấy có yêu cầu độ mềm dẻo cao, chẳng hạn như giấy vệ sinh, giấy nhăn, băng vệ sinh, khăn tay, khăn ăn, v.v.

Chất hoạt động bề mặt ion lưỡng cực có phạm vi ứng dụng rộng rãi. Nhóm cation của chúng có thể tạo liên kết với sợi, trong khi nhóm anion có thể liên kết với sợi thông qua polyelectrolytes hoặc ion nhôm trong bột giấy. Chúng cũng có thể khiến các nhóm kỵ nước hướng ra ngoài, làm giảm đáng kể năng lượng bề mặt. Ví dụ về các chất hoạt động bề mặt này bao gồm 1 (. 9 'aminoethyl). 2. Mười bảy dẫn xuất axit cacboxylic alkyl imidazoline. Ngoài ra, cả chất hoạt động bề mặt cation và lưỡng tính đều có đặc tính kháng khuẩn và diệt khuẩn, có thể ngăn ngừa nấm mốc hiệu quả cho giấy.

Chất hoạt động bề mặt organosilicon thuộc nhóm chất hoạt động bề mặt đặc biệt, và muối amoni bậc bốn organosilicon cation chủ yếu được sử dụng làm chất làm mềm. Ngoài ra còn có nhiều loại chất làm mềm khác, chẳng hạn như este polyoxyetylen axit stearic, lanolin polyoxyetylen, sáp nhũ hóa, v.v.

Chất làm mềm cho sản xuất giấy

Độ mềm mại đề cập đến khả năng của chất hoạt động bề mặt tạo thành các nhóm kỵ nước trên bề mặt sợi và hấp thụ chúng theo hướng ngược lại, làm giảm hệ số ma sát động và tĩnh của vật liệu sợi, do đó đạt được cảm giác mịn màng và mềm mại. Giấm axit sunfuric, dầu thầu dầu sunfonat hóa và các chất hoạt động bề mặt anion khác thể hiện tác dụng làm mềm khi được hấp thụ trên bề mặt sợi.

Các nhóm cation trong chất hoạt động bề mặt cation có thể liên kết trực tiếp với các sợi tích điện âm, trong khi các nhóm kỵ nước tạo thành bề mặt năng lượng thấp ở bên ngoài sợi, mang lại độ mềm dẻo đặc biệt tốt. Bisamide axit béo epichlorohydrin chủ yếu được sử dụng cho các loại giấy có yêu cầu độ mềm dẻo cao, chẳng hạn như giấy vệ sinh, giấy nhăn, băng vệ sinh, khăn tay, khăn ăn, v.v.

Chất hoạt động bề mặt ion lưỡng cực có phạm vi ứng dụng rộng rãi. Nhóm cation của chúng có thể tạo liên kết với sợi, trong khi nhóm anion có thể liên kết với sợi thông qua polyelectrolytes hoặc ion nhôm trong bột giấy. Chúng cũng có thể khiến các nhóm kỵ nước hướng ra ngoài, làm giảm đáng kể năng lượng bề mặt. Ví dụ về các chất hoạt động bề mặt này bao gồm 1 (. 9 'aminoethyl). 2. Mười bảy dẫn xuất axit cacboxylic alkyl imidazoline. Ngoài ra, cả chất hoạt động bề mặt cation và lưỡng tính đều có đặc tính kháng khuẩn và diệt khuẩn, có thể ngăn ngừa nấm mốc hiệu quả cho giấy.

Chất hoạt động bề mặt organosilicon thuộc nhóm chất hoạt động bề mặt đặc biệt và muối amoni bậc bốn organosilicon cation chủ yếu được dùng làm chất làm mềm.

Ngoài ra còn có nhiều loại chất làm mềm khác như este polyoxyethylene axit stearic, lanolin polyoxyethylene, sáp nhũ hóa, v.v.

Chất chống tĩnh điện

Trong quá trình sản xuất giấy được xử lý đặc biệt, đôi khi có thể gặp phải vấn đề chống tĩnh điện. Sử dụng chất hoạt động bề mặt để xử lý chất lỏng có thể tạo ra bề mặt ngoài ưa nước. Nghĩa là, với tư cách là chất chống tĩnh điện, chất hoạt động bề mặt tạo thành một sự hấp phụ dương trên bề mặt vật liệu, hình thành một nhóm kỵ nước trên bề mặt vật liệu. Các nhóm kỵ nước mở rộng vào không gian, làm tăng độ dẫn ion và độ dẫn hấp thụ độ ẩm của sợi, dẫn đến hiện tượng phóng điện và giảm điện trở bề mặt, do đó ngăn ngừa sự tích tụ tĩnh điện. Chất hoạt động bề mặt được sử dụng làm chất chống tĩnh điện có nhóm kỵ nước lớn và nhóm ưa nước mạnh. Chất hoạt động bề mặt cation có mức sử dụng cao nhất và hiệu suất tốt nhất, tiếp theo là chất hoạt động bề mặt lưỡng tính.

Chất phân tán sợi

Chức năng chính của chất phân tán sợi là giảm hiện tượng kết bông sợi và cải thiện khả năng định hình giấy. Chất phân tán sợi có thể tạo thành cấu trúc hai lớp trên bề mặt sợi. Đầu phân cực của chất phân tán bên ngoài có ái lực mạnh với nước, làm tăng độ thấm ướt của nước và đẩy lùi tĩnh điện, giúp phân tán hiệu quả. Các chất phân tán sợi thường được sử dụng bao gồm polyacrylamide thủy phân một phần (PAM), polyethylene oxide (PlEO), v.v. PEO có độ nhớt cao, khả năng hòa tan trong nước tốt và khả năng bôi trơn tốt. Chỉ cần thêm ít hơn 0,05% vào giấy vệ sinh cao cấp là có thể đạt được hiệu quả phân tán tốt.

Ứng dụng của quá trình định cỡ bề mặt và phủ trong sản xuất giấy

Cả định cỡ bề mặt và phủ bề mặt đều liên quan đến việc sử dụng hóa chất lên bề mặt giấy, chủ yếu để cải thiện các đặc tính bề mặt, nâng cao hiệu suất in và độ toàn vẹn tổng thể. Tuy nhiên, có nhiều điểm khác biệt giữa hai phương pháp này, điểm khác biệt chính là việc dán bề mặt thường chỉ sử dụng chất kết dính, trong khi phủ sử dụng cả chất kết dính và bột màu; chất kết dính được sử dụng để phủ bề mặt được ép vào giấy, trong khi bột màu được áp dụng được phủ lên bề mặt giấy.

Chất hoạt động bề mặt để định cỡ bề mặt

Theo vật liệu, có thể chia thành sản phẩm tự nhiên, sản phẩm biến tính và sản phẩm tổng hợp; Theo tính chất ion, có thể chia thành loại anion, cation và không ion; theo dạng sản phẩm, có thể chia thành loại dung dịch nước và loại lotion. Các chất kết dính bề mặt thường được sử dụng có nhóm kỵ nước và nhóm ưa nước, vì vậy nói chung, chúng đều là chất hoạt động bề mặt. Các chất tạo kích thước bề mặt chính bao gồm tinh bột biến tính, polyvinyl alcohol (PVA), carboxymethyl cellulose (CMC) và polyacrylamide (PAM). Có thể lựa chọn các chất tạo kích thước bề mặt khác nhau theo các nhu cầu khác nhau. Ví dụ: ① Để cải thiện khả năng chống nước, có thể sử dụng AKD, nhựa thông phân tán, parafin, crom clorua stearat, copolymer styren maleic anhydride và các loại latex nhựa tổng hợp khác; ② Để cải thiện khả năng chống dầu, có thể thêm các hợp chất flo hữu cơ như copolymer perfluoroalkyl acrylate, phức hợp crom axit perfluorooctanoic, perfluoroalkyl phosphate, v.v.; tăng khả năng chống bám dính bằng cách thêm nhựa silicon; ④ Cải thiện hiệu suất in, chủ yếu sử dụng tinh bột biến tính, CMC, PVA, v.v.; cải thiện độ bền khô và ướt bằng cách thêm tinh bột biến tính PAM, v.v.; để cải thiện độ bóng của bản in, chủ yếu sử dụng CMC, natri alginat và các vật liệu khác. Để cải thiện hiệu quả định hình bề mặt, người ta thường sử dụng kết hợp hai hoặc nhiều chất định hình, hiệu quả rất đáng kể.

Chất hoạt động bề mặt phủ

Thành phần của lớp phủ trong quá trình xử lý lớp phủ chủ yếu bao gồm chất kết dính, bột màu và các chất phụ gia khác. Bản thân lớp phủ là một hợp chất phức tạp, và nó thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của giấy và thành phần công thức. Chất hoạt động bề mặt đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra lớp phủ giấy, chủ yếu bao gồm chất phân tán lớp phủ, chất phá bọt, chất bôi trơn, chất bảo quản, chất chống tĩnh điện và latex tổng hợp.

Chất phân tán lớp phủ: Đây là phụ gia quan trọng nhất trong sơn phủ, phần lớn là chất hoạt động bề mặt. Công dụng của nó là ① tạo điện tích cho các hạt sắc tố, khiến chúng tạo ra lực đẩy lẫn nhau; ② Bao phủ bề mặt các hạt sắc tố, hoạt động như một lớp keo bảo vệ; ③ Tạo trạng thái độ nhớt cao xung quanh các hạt để ngăn ngừa sự kết tụ của nhiều hạt. Các chất phân tán được sử dụng sớm nhất là phosphate, polysilicat, diammonium hydrogen phosphate, sản phẩm ngưng tụ của axit benzensulfonic và formaldehyde, casein, nhựa arabic, v.v. Natri hexametaphosphate, natri pyrophosphate và natri tetraphosphate là những chất phân tán thường được sử dụng trong sơn phủ có hàm lượng chất rắn thấp. Trong sơn phủ có hàm lượng chất rắn cao, các chất phân tán hữu cơ có trọng lượng phân tử cao như dung dịch natri polyacrylate, natri polymethacrylate và các dẫn xuất của nó, dung dịch muối dinatri của copolymer diisobutylene maleic anhydride, cũng như alkylphenol polyoxyethylene ether và polyoxyethylene ether rượu béo thường được sử dụng.

Chất chống tạo bọt: Bọt thường được tạo ra trong quá trình chuẩn bị và phủ lớp phủ, cần phải bổ sung chất chống tạo bọt. Chủ yếu là rượu bậc cao, este axit béo, tributyl phosphat, tripropyl phosphat, v.v.

Chất bôi trơn: Để cải thiện độ lưu động và độ bôi trơn của lớp phủ giấy, tăng cường độ bám dính, tạo độ mịn và độ bóng cho lớp phủ giấy, tăng độ dẻo, chống nứt và cải thiện khả năng in của giấy tráng, có thể thêm chất bôi trơn. Chất bôi trơn được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là chất hoạt động bề mặt xà phòng kim loại tan trong nước, đại diện là canxi stearat, và chất bôi trơn tan trong nước natri stearat cũng có tác dụng đáng kể. Parafin hydrocarbon và amin axit béo cũng có thể được sử dụng làm chất bôi trơn.

Chất bảo quản: Một số chất kết dính tự nhiên dễ bị phân hủy và nấm mốc, vì vậy cần bổ sung gai chống ăn mòn vào lớp phủ giấy. Chất hoạt động bề mặt cation amoni bậc bốn, hợp chất vòng flo, hợp chất brom hữu cơ và lưu huỳnh, N-(2-benzimidazolyl) carbamate (carbendazim), v.v. đã được sử dụng rộng rãi trong lớp phủ giấy.

Chất chống tĩnh điện: Bằng cách thêm octadecyltrimethylammonium fluoride, polyoxyethylene sorbitan ester, alkylphenol polyoxyethylene ether phosphate, polystyrene sulfonate, v.v. vào công thức phủ, giấy có thể được tăng cường tính chất chống tĩnh điện.

Cao su tổng hợp: Cao su tổng hợp là một chất kết dính lớp phủ quan trọng. Trong quá trình sản xuất cao su tổng hợp, chất hoạt động bề mặt đóng vai trò quan trọng như chất nhũ hóa, chất phân tán, chất ổn định, v.v.
#Nhà sản xuất hóa chất#
#Phụ gia dệt may#
#Hóa chất dệt may#
#chất làm mềm silicone#
#nhà sản xuất silicone#