Användning i våtänden av papperstillverkning

Tensider för limning är viktiga våtändskemikalier som ger vattenbeständighet åt papper och kartong. De används främst för skrivning, tryckning, förpackning samt konstruktionspapper och kartong.

De huvudsakliga typerna av limningsmedel är kolofoniumbaserade limningsmedel och syntetiska limningsmedel. Framställningen av dispergerat kolofoniumlim är en fysikalisk och kemisk process där fast kolofonium absorberar värme och blir flytande kolofonium. Det finns en stor gränsytspänning mellan flytande kolofonium och vatten, och att minska denna gränsytspänning kan endast uppnås genom att tillsätta tensider. Emulgeringsmedel och dispergeringsmedel för dispergering av kolofoniumgummi är båda tensider. Att välja rätt tensid är nyckeln till att framställa dispergerat kolofoniumgummi, och vanligt förekommande sådana inkluderar anjoniska, katjoniska och zwitterjoniska medel. Det vanligaste emulgeringsmedlet i Kina är anjoniskt dispergerat kolofoniumgummi, och de vanligen använda emulgeringsmedlen är av polyoxietylentyp, såsom fettalkoholpolyoxietyleneterfosfat, natrium-2-hydroxi-3-(styrenglykol)akrylsulfonat, natrium-2-hydroxi-3-(nonylfenoxipolyoxietylen)akrylsulfonat, etc. Vissa katjoniska emulgeringsmedel såsom katjonisk polyakrylamid, polyamidpolyamidepiklorhydrin och katjonisk stärkelse används för att framställa katjoniskt dispergerat kolofoniumlim.

Syntetiska limningsmedel innefattar huvudsakligen alkylketendimer (AKD) och alkylbärnstenssyraanhydrid (ASA). Dessa två typer av limningsmedel är också kända som reaktiva limningsmedel eftersom de innehåller aktiva funktionella grupper som kan reagera med hydroxylgrupperna i fibrerna och stanna kvar på fibrerna. På grund av deras förmåga att hantera höga pH-förhållanden (pH = 7,5-8,5) är denna typ av limningsmedel populär inom pappersindustrin eftersom den kan använda billigt kalciumkarbonat som fyllmedel för att förbättra papperets styrka, vithet och papperstillverkningsprestanda. För närvarande har över 50 % av högkvalitativt papper i utvecklade länder uppnått medelalkalisk till alkalisk papperstillverkning. AKD och ASA är olösliga i vatten, och en stabil AKD-lotion kan framställas genom att använda nonjoniska tensider av polyoxietylentyp som emulgeringsmedel.

Under blekningsprocessen av massa behandlad med tensider för hartskontroll kommer kvarvarande harts att fällas ut. Om det inte separeras i tid kommer det att bilda viskösa avlagringar som fäster vid utrustning, kopparnät i pappersmaskiner, ulltyg och torkcylindrar, vilket orsakar hinder i papperstillverkningen, påverkar normal papperstillverkning och även orsakar papperssjukdomar. Med den utbredda användningen av returpapper idag kan dessutom hartsbaserade ämnen som lim, bläckbindemedel och bestrykningslim i returpapper också skapa hartsbarriärer som påverkar papperstillverkningen. Därför har forskning och utveckling av hartsbarriärkontrollmedel blivit allt viktigare.

Vanligt förekommande medel för kontroll av hartsbarriärer inkluderar oorganiska fyllmedel (såsom talkpulver), fungicider, tensider, kelatbildare, katjoniska polymerer, lipaser och membranseparationsmedel. De vanligast förekommande tensiderna är anjoniska tensider, vilka för närvarande är de mest använda tensiderna, inklusive högre alkoholsulfater, alkylbensensulfonsyror och högre alkoholer, fosfater etc. Katjoniska tensider är huvudsakligen alkylaminsalter eller kvaternära ammoniumsalter. Nonjoniska tensider inkluderar huvudsakligen polyetylenglykol och polyoler. Dessutom finns det även amfotära tensider och olika flerkomponentkomplex. Avstrykningsmedel är också ett hartskontrollmedel som används för att kontrollera vidhäftningen mellan torken och pappersarket, smörja skrapan och torken och kontrollera fördelningen av lim. Det inkluderar huvudsakligen polyamidpolymerlotion, såsom polyvinylalkohollotion, mineralolje- och tensidmatchningsplattformssprutning, organisk silikonlotion och polyaminpolyamidkatjonpolymer.

Tensid för skumdämpning

I papperstillverkningsprocessen innehåller massan en liten mängd naturliga och artificiellt tillsatta skummande tensider såsom tekniska element och fettsyror, samt skumstabilisatorer såsom syntetiska polymerer och stärkelse. Därför kommer skum att bildas, vilket orsakar problem som pappersbrott eller hål i pappret. De huvudsakliga aktiva komponenterna i skumdämpare som används vid papperstillverkning är högkolhaltiga alkoholer, polyetrar, fettsyraestrar, organiska kiselpolymerer etc. De framställs vanligtvis till vatten i oljelotion.

Mjukgörare för papperstillverkning

Mjukhet avser förmågan hos tensider att bilda hydrofoba grupper på fibrernas yta och adsorbera dem i omvänd riktning, vilket minskar fibermaterialets dynamiska och statiska friktionskoefficienter och därigenom uppnår en slät och mjuk känsla. Svavelsyravinäger, sulfonerad ricinolja och andra anjoniska tensider uppvisar en mjukgörande effekt när de adsorberas på fibrernas yta.

De katjoniska grupperna i katjoniska tensider kan binda direkt till negativt laddade fibrer, medan hydrofoba grupper bildar lågenergiytor på utsidan av fibrerna, vilket resulterar i särskilt god flexibilitet. Fettsyrabisamid-epiklorhydrin används huvudsakligen för papper med höga flexibilitetskrav, såsom toalettpapper, skrynkelpapper, bindor, näsdukar, servetter etc.

Bipolära joniska tensider har ett brett användningsområde. Deras katjoniska grupper kan bilda en bindning med fibrer, medan deras anjoniska grupper kan binda med fibrer genom polyelektrolyter eller aluminiumjoner i massa. De kan också få hydrofoba grupper att riktas utåt, vilket kraftigt minskar ytenergin. Exempel på sådana tensider inkluderar 1-(0,9'-aminoetyl). 2-17 alkylimidazolinkarboxylsyraderivat. Dessutom har både katjoniska och amfotära tensider antibakteriella och bakteriedödande egenskaper, vilket effektivt kan förhindra att papper möglar.

Organokiseltensider tillhör specialtensider, och katjoniska organokiselkvaternära ammoniumsalter används huvudsakligen som mjukgörare. Det finns också många andra typer av mjukgörare, såsom stearinsyrapolyoxietylester, polyoxietylenlanolin, emulgerat vax, etc.

Mjukgörare för papperstillverkning

Mjukhet avser förmågan hos tensider att bilda hydrofoba grupper på fibrernas yta och adsorbera dem i omvänd riktning, vilket minskar fibermaterialets dynamiska och statiska friktionskoefficienter och därigenom uppnår en slät och mjuk känsla. Svavelsyravinäger, sulfonerad ricinolja och andra anjoniska tensider uppvisar en mjukgörande effekt när de adsorberas på fibrernas yta.

De katjoniska grupperna i katjoniska tensider kan binda direkt till negativt laddade fibrer, medan hydrofoba grupper bildar lågenergiytor på utsidan av fibrerna, vilket resulterar i särskilt god flexibilitet. Fettsyrabisamid-epiklorhydrin används huvudsakligen för papper med höga flexibilitetskrav, såsom toalettpapper, skrynkelpapper, bindor, näsdukar, servetter etc.

Bipolära joniska tensider har ett brett användningsområde. Deras katjoniska grupper kan bilda en bindning med fibrer, medan deras anjoniska grupper kan binda med fibrer genom polyelektrolyter eller aluminiumjoner i massa. De kan också få hydrofoba grupper att riktas utåt, vilket kraftigt minskar ytenergin. Exempel på sådana tensider inkluderar 1-(0,9'-aminoetyl). 2-17 alkylimidazolinkarboxylsyraderivat. Dessutom har både katjoniska och amfotära tensider antibakteriella och bakteriedödande egenskaper, vilket effektivt kan förhindra att papper möglar.

Organokiseltensider tillhör speciella tensider, och katjoniska organokiselkvaternära ammoniumsalter används huvudsakligen som mjukgörare.

Det finns också många andra typer av mjukgörare, såsom stearinsyrapolyoxietylester, polyoxietylenlanolin, emulgerat vax, etc.

Antistatiskt medel

Vid tillverkning av specialbearbetat papper kan ibland antistatiska problem uppstå. Användning av tensider för att behandla vätskan kan skapa en hydrofil yttre yta. Det vill säga, som ett antistatiskt medel bildar det ytaktiva medlet en positiv adsorption på materialets yta och bildar en hydrofob grupp på materialytan. Hydrofila grupper sträcker sig ut i rymden, vilket ökar jonledningsförmågan och fuktabsorptionsledningsförmågan hos fibrerna, vilket resulterar i urladdningsfenomen och en minskning av ytmotståndet, vilket förhindrar ackumulering av statisk elektricitet. Tensider som används som antistatiska medel har stora hydrofoba grupper och starka hydrofila grupper. De katjoniska tensiderna har den högsta användningen och bästa prestandan, följt av amfotära tensider.

Fiberdispergeringsmedel

Huvudfunktionen hos fiberdispergeringsmedel är att minska fiberflockning och förbättra pappersformningen. Fiberdispergeringsmedel kan bilda en tvåskiktsstruktur på fibrernas yta. Den polära änden av det yttre dispergeringsmedlet har stark affinitet med vatten, vilket ökar graden av vätning av vatten och stöter bort statisk elektricitet för att uppnå dispersion. Vanligt förekommande fiberdispergeringsmedel inkluderar delvis hydrolyserad polyakrylamid (PAM), polyetylenoxid (PlEO), etc. PEO har hög viskositet, god vattenlöslighet och god smörjförmåga. Att tillsätta mindre än 0,05 % till exklusivt toalettpapper kan uppnå en god dispersionseffekt.

Tillämpning av ytlimning och beläggning vid papperstillverkning

Både ytlimning och ytbeläggning innebär att kemikalier appliceras på pappersytan, främst för att förbättra dess ytegenskaper, tryckprestanda och övergripande integritet. Men det finns många skillnader mellan de två, den största skillnaden är att ytlimning ofta bara använder lim, medan ytbeläggning använder både lim och pigment. Limmet som används för ytbeläggning pressas in i pappret, medan det applicerade pigmentet appliceras på papprets yta.

Tensider för ytlimning

Beroende på materialet kan det delas in i naturliga och modifierade produkter samt syntetiska produkter; enligt joniska egenskaper kan det delas in i anjoniska, katjoniska och nonjoniska typer; enligt produktformen kan det delas in i vattenlösning och lotion. De vanligt förekommande ytlimmen har hydrofoba och hydrofila grupper, så i stort sett är de alla tensider. De huvudsakliga ytlimmedlen inkluderar modifierad stärkelse, polyvinylalkohol (PVA), karboximetylcellulosa (CMC) och polyakrylamid (PAM). Olika ytlimmedel kan väljas efter olika behov. Till exempel: ① För att förbättra vattenbeständigheten kan AKD, dispergerat kolofonium, paraffin, kromkloridstearat, styren-maleinsyraanhydrid-sampolymer och annan syntetisk hartslatex användas; ② För att förbättra oljebeständigheten kan organiska fluorerade föreningar såsom perfluoralkylakrylat-sampolymerer, perfluoroktansyra-kromkomplex, perfluoralkylfosfater etc. tillsättas. Öka vidhäftningsförmågan genom att tillsätta silikonharts. ④ Förbättra tryckprestandan, främst med modifierad stärkelse, CMC, PVA, etc. Förbättra torr- och våtstyrkan genom att tillsätta PAM-modifierad stärkelse, etc. För att förbättra tryckglansen används huvudsakligen CMC, natriumalginat och andra material. För att förbättra ytlimningseffekten är det vanligt att använda två eller flera limningsmedel tillsammans, och effekten är mycket betydande.

Ytaktiva ämnen för beläggning

Sammansättningen av beläggningar för beläggningsbearbetning består huvudsakligen av lim, pigment och andra tillsatser. Själva beläggningen är en komplex förening och varierar beroende på de specifika papperskraven och formelns sammansättning. Tensider spelar en viktig roll i formuleringen av pappersbeläggningar, främst inklusive dispergeringsmedel för beläggningar, skumdämpare, smörjmedel, konserveringsmedel, antistatiska medel och syntetisk latex.

Dispergeringsmedel för beläggningar: Det är det viktigaste tillsatsmedlet i beläggningar, varav de flesta är tensider. Dess funktion är att ① förse pigmentpartiklar med laddningar, vilket får dem att generera repulsiva krafter mot varandra; ② Det täcker ytan av pigmentpartiklarna och fungerar som en skyddande kolloid; ③ Bildar ett högvisköst tillstånd runt partiklarna för att förhindra att flera partiklar aggregeras. De tidigaste dispergeringsmedlen som användes var fosfater, polysilikater, diammoniumvätefosfat, kondensationsprodukten av bensensulfonsyra och formaldehyd, kasein, arabiskt harts, etc. Natriumhexametafosfat, natriumpyrofosfat och natriumtetrafosfat är vanligt förekommande dispergeringsmedel i beläggningar med låg torrhalt. I beläggningar med hög torrhalt används ofta högmolekylära organiska dispergeringsmedel såsom natriumpolyakrylatlösning, natriumpolymetakrylat och dess derivat, dinatriumsaltlösning av diisobutylenmaleinsyraanhydrid-sampolymer, samt alkylfenolpolyoxietyleter och fettalkoholpolyoxietyleter.

Skumdämpare: skum produceras ofta i processen för beläggningsframställning och beläggning, och skumdämpare behöver tillsättas. Det finns främst högre alkoholer, fettsyraestrar, tributylfosfat, tripropylfosfat etc.

Smörjmedel: För att förbättra pappersbeläggningarnas flytförmåga och smörjförmåga, förbättra vidhäftningen, ge pappersbeläggningarna jämnhet och glans, öka plasticiteten, förhindra sprickbildning och förbättra tryckbarheten hos bestruket papper kan smörjmedel tillsättas. De mest använda smörjmedlen för närvarande är vattenlösliga metalltvålsurfaktanter representerade av kalciumstearat, och vattenlösliga smörjmedel i form av natriumstearat har också en betydande effekt. Paraffinkolväten och fettsyraaminer kan också användas som smörjmedel.

Konserveringsmedel: Vissa naturliga lim är benägna att brytas ner och mögeltillväxt, så korrosionsskyddande spikar bör tillsättas till pappersbeläggningar. Kvartära ammoniumkatjoniska tensider, fluorerade cykliska föreningar, organiska brom- och svavelföreningar, N-(2-bensimidazolyl)karbamat (karbendazim) etc. har använts i stor utsträckning i pappersbeläggningar.

Antistatiskt medel: Genom att tillsätta oktadecyltrimetylammoniumfluorid, polyoxietylensorbitanester, alkylfenolpolyoxietyleneterfosfat, polystyrensulfonat etc. till bestrykningsformeln kan papper förses med antistatiska egenskaper.

Syntetisk latex: Syntetisk latex är ett viktigt beläggningslim. I framställningsprocessen av syntetisk latex spelar tensider en viktig roll som emulgeringsmedel, dispergeringsmedel, stabilisatorer etc.
#Kemikalietillverkare#
#Textil hjälpmedel#
#Textilkemikalier#
#silikonmjukgörare#
#silikontillverkare#