Aplikace v mokré části výroby papíru

Povrchově aktivní látky pro klížení jsou důležité chemikálie v mokré fázi, které zajišťují voděodolnost papíru a kartonu. Používají se nejčastěji pro psaní, tisk, balení a výrobu stavebního papíru a kartonu.

Hlavními typy klížidel jsou klížidla na bázi kalafuny a klížidla na bázi syntetických látek. Příprava dispergovaného klížidla kalafuny je fyzikální a chemický proces, při kterém pevná kalafuna absorbuje teplo a stává se kapalnou kalafunou. Mezi kapalnou kalafunou a vodou existuje velké povrchové napětí a snížení tohoto povrchového napětí lze dosáhnout pouze přidáním povrchově aktivních látek. Emulgátory a dispergační činidla pro dispergaci kalafuny jsou oba povrchově aktivní látky. Výběr správného povrchově aktivního činidla je klíčem k přípravě dispergované kalafuny a mezi běžně používané patří aniontové, kationtové a zwitteriontové činidla. Nejčastěji používaným emulgátorem v Číně je aniontová dispergovaná kalafunová guma a běžně používané emulgátory jsou polyoxyethylenového typu, jako je mastný alkohol polyoxyethylenetherfosfát, 2-hydroxy-3-(styrenglykol)akrylsulfonát sodný, 2-hydroxy-3-(nonylfenoxypolyoxyethylen)akrylsulfonát sodný atd. Některé kationtové emulgátory, jako je kationtový polyakrylamid, polyamid, epichlorhydrin a kationtový škrob, se používají k přípravě kationtového dispergovaného kalafunového lepidla.

Syntetické klížicí látky zahrnují především alkylketendimer (AKD) a alkyljantarový anhydrid (ASA). Tyto dva typy klížicích látek jsou také známé jako reaktivní klížicí látky, protože obsahují aktivní funkční skupiny, které mohou reagovat s hydroxylovými skupinami vláken a zůstat na vláknech. Díky své schopnosti odolávat vysokým podmínkám pH (pH = 7,5-8,5) je tento typ klížicí látky oblíbený v papírenském průmyslu, protože umožňuje použití levného uhličitanu vápenatého jako plniva ke zlepšení pevnosti, bělosti a papírenských vlastností papíru. V současné době více než 50 % vysoce kvalitního papíru v rozvinutých zemích dosahuje středně až alkalické výroby papíru. AKD a ASA jsou nerozpustné ve vodě a stabilní AKD emulzi lze připravit použitím neiontové povrchově aktivní látky polyoxyethylenového typu jako emulgátoru.

Během bělení buničiny ošetřené povrchově aktivními látkami pro kontrolu pryskyřice se zbytková pryskyřice sráží. Pokud se včas neoddělí, vytvoří viskózní usazeniny, které ulpívají na zařízeních, měděné síti papírenských strojů, vlněné tkanině a sušicích válcích, což způsobuje překážky při výrobě papíru, ovlivňuje běžnou výrobu papíru a také způsobuje onemocnění papíru. Kromě toho s dnešním rozšířeným používáním odpadního papíru mohou látky na bázi pryskyřice, jako jsou lepidla, pojiva inkoustů a potahovací lepidla ve odpadním papíru, také vytvářet pryskyřičné bariéry, které ovlivňují výrobu papíru. Proto je výzkum a vývoj činidel pro kontrolu pryskyřičné bariéry stále důležitější.

Mezi běžně používané látky pro regulaci pryskyřičné bariéry patří anorganická plniva (jako je mastek), fungicidy, povrchově aktivní látky, chelatační činidla, kationtové polymery, lipázy a membránově separační činidla. Nejčastěji používanými povrchově aktivními látkami jsou aniontové povrchově aktivní látky, které jsou v současnosti nejrozšířenějšími povrchově aktivními látkami, včetně vyšších alkoholsulfátů, alkylbenzensulfonových kyselin a vyšších alkoholů, fosfátů atd. Kationtové povrchově aktivní látky jsou hlavně alkylaminové soli nebo kvartérní amoniové soli. Neiontové povrchově aktivní látky zahrnují hlavně polyethylenglykol a polyoly. Kromě toho existují také amfoterní povrchově aktivní látky a různé vícesložkové komplexy. Odstraňovač lepidla je také činidlo pro regulaci pryskyřice používané k regulaci adheze mezi sušičkou a listem papíru, mazání škrabky a sušičky a k regulaci distribuce lepidla. Patří sem hlavně polyamidové polymerní lotiony, jako je polyvinylalkoholové lotiony, minerální oleje a povrchově aktivní látky odpovídající platformě pro rozprašování organických silikonových lotionů a polyamin-polyamidové kationtové polymery.

Povrchově aktivní látka pro odpěňování

V procesu výroby papíru obsahuje buničina malé množství přírodních a uměle přidaných pěnivých povrchově aktivních látek, jako jsou technické prvky a mastné kyseliny, a také stabilizátory pěny, jako jsou syntetické polymery a škrob. V důsledku toho se objevuje pěna, která způsobuje problémy, jako je praskání papíru nebo díry v něm. Hlavními aktivními složkami odpěňovačů používaných při výrobě papíru jsou alkoholy s vysokým obsahem uhlíku, polyethery, estery mastných kyselin, organické silikonové polymery atd. Obvykle se připravují do roztoku voda v oleji.

Změkčovač pro výrobu papíru

Měkkost se vztahuje k schopnosti povrchově aktivních látek tvořit hydrofobní skupiny na povrchu vláken a adsorbovat je v opačném směru, čímž se snižují koeficienty dynamického a statické tření vláknitého materiálu, čímž se dosahuje hladkého a měkkého pocitu. Kyselina sírová, sulfonovaný ricinový olej a další aniontové povrchově aktivní látky vykazují změkčující účinek, když jsou adsorbovány na povrchu vláken.

Kationtové skupiny v kationtových povrchově aktivních látkách se mohou přímo vázat na negativně nabitá vlákna, zatímco hydrofobní skupiny tvoří nízkoenergetické povrchy na vnější straně vláken, což vede k obzvláště dobré flexibilitě. Epichlorhydrin mastných kyselin bisamid se používá hlavně pro papír s vysokými požadavky na flexibilitu, jako je toaletní papír, mačkavý papír, hygienické vložky, kapesníky, ubrousky atd.

Bipolární iontové povrchově aktivní látky mají širokou škálu uplatnění. Jejich kationtové skupiny mohou tvořit vazbu s vlákny, zatímco jejich aniontové skupiny se mohou vázat na vlákna prostřednictvím polyelektrolytů nebo hliníkových iontů v buničině. Mohou také způsobit, že se hydrofobní skupiny orientují směrem ven, čímž výrazně snižují povrchovou energii. Mezi příklady takových povrchově aktivních látek patří 1 (.9'-aminoethyl). 2. Sedmnáct derivátů alkylimidazolinkarboxylové kyseliny. Kromě toho mají kationtové i amfoterní povrchově aktivní látky antibakteriální a baktericidní vlastnosti, které mohou účinně zabránit plísnímání papíru.

Organokřemičité povrchově aktivní látky patří mezi speciální povrchově aktivní látky a kationtové organokřemičité kvartérní amoniové soli se používají hlavně jako změkčovadla. Existuje také mnoho dalších typů změkčovadel, jako je polyoxyethylenester kyseliny stearové, polyoxyethylen-lanolin, emulgovaný vosk atd.

Změkčovač pro výrobu papíru

Měkkost se vztahuje k schopnosti povrchově aktivních látek tvořit hydrofobní skupiny na povrchu vláken a adsorbovat je v opačném směru, čímž se snižují koeficienty dynamického a statické tření vláknitého materiálu, čímž se dosahuje hladkého a měkkého pocitu. Kyselina sírová, sulfonovaný ricinový olej a další aniontové povrchově aktivní látky vykazují změkčující účinek, když jsou adsorbovány na povrchu vláken.

Kationtové skupiny v kationtových povrchově aktivních látkách se mohou přímo vázat na negativně nabitá vlákna, zatímco hydrofobní skupiny tvoří nízkoenergetické povrchy na vnější straně vláken, což vede k obzvláště dobré flexibilitě. Epichlorhydrin mastných kyselin bisamid se používá hlavně pro papír s vysokými požadavky na flexibilitu, jako je toaletní papír, mačkavý papír, hygienické vložky, kapesníky, ubrousky atd.

Bipolární iontové povrchově aktivní látky mají širokou škálu uplatnění. Jejich kationtové skupiny mohou tvořit vazbu s vlákny, zatímco jejich aniontové skupiny se mohou vázat na vlákna prostřednictvím polyelektrolytů nebo hliníkových iontů v buničině. Mohou také způsobit, že se hydrofobní skupiny orientují směrem ven, čímž výrazně snižují povrchovou energii. Mezi příklady takových povrchově aktivních látek patří 1 (.9'-aminoethyl). 2. Sedmnáct derivátů alkylimidazolinkarboxylové kyseliny. Kromě toho mají kationtové i amfoterní povrchově aktivní látky antibakteriální a baktericidní vlastnosti, které mohou účinně zabránit plísnímání papíru.

Organokřemičité povrchově aktivní látky patří mezi speciální povrchově aktivní látky a kationtové organokřemičité kvartérní amoniové soli se používají hlavně jako změkčovadla.

Existuje také mnoho dalších typů změkčovadel, jako je polyoxyethylenester kyseliny stearové, polyoxyethylen-lanolin, emulgovaný vosk atd.

Antistatický prostředek

Při výrobě speciálně zpracovaného papíru se někdy mohou vyskytnout problémy s antistatickou elektřinou. Použití povrchově aktivních látek k úpravě kapaliny může vytvořit hydrofilní vnější povrch. To znamená, že jako antistatické činidlo povrchově aktivní látka vytváří pozitivní adsorpční schopnost na povrchu materiálu a vytváří na něm hydrofobní skupinu. Hydrofilní skupiny se rozprostírají do prostoru, čímž zvyšují iontovou vodivost a vodivost vláken pro absorpci vlhkosti, což vede k jevu vybíjení a snížení povrchového odporu, čímž zabraňují akumulaci statické elektřiny. Povrchově aktivní látky používané jako antistatické látky mají velké hydrofobní skupiny a silné hydrofilní skupiny. Nejvyšší využití a nejlepší výkon mají kationtové povrchově aktivní látky, následované amfoterními povrchově aktivními látkami.

Dispergátor vláken

Hlavní funkcí dispergačních činidel vláken je snížení flokulace vláken a zlepšení tvorby papíru. Dispergační činidla vláken mohou na povrchu vláken vytvářet dvojvrstvou strukturu. Polární konec vnějšího dispergačního činidla má silnou afinitu k vodě, čímž zvyšuje stupeň smáčení vodou a odpuzuje statickou elektřinu, čímž dosahuje disperze. Mezi běžně používaná dispergační činidla vláken patří částečně hydrolyzovaný polyakrylamid (PAM), polyethylenoxid (PlEO) atd. PEO má vysokou viskozitu, dobrou rozpustnost ve vodě a dobrou mazací schopnost. Přidáním méně než 0,05 % do vysoce kvalitního toaletního papíru lze dosáhnout dobrého disperzního účinku.

Aplikace povrchového klížení a povlakování při výrobě papíru

Povrchové klížení a povrchová úprava zahrnují aplikaci chemikálií na povrch papíru, především za účelem zlepšení jeho povrchových vlastností, zvýšení tiskových vlastností a celkové integrity. Mezi těmito dvěma procesy však existuje mnoho rozdílů, přičemž hlavní rozdíl spočívá v tom, že povrchové lepení často využívá pouze lepidla, zatímco povrchová úprava využívá jak lepidla, tak pigmenty. Lepidlo použité pro povrchovou úpravu se vtlačí do papíru, zatímco nanesený pigment se nanáší na povrch papíru.

Povrchově aktivní látky pro povrchové klížení

Podle materiálu se dělí na přírodní a modifikované produkty a syntetické produkty; podle iontových vlastností se dělí na aniontové, kationtové a neiontové typy; podle formy produktu se dělí na vodné roztoky a lotiony. Běžně používaná povrchová lepidla mají hydrofobní a hydrofilní skupiny, takže obecně řečeno jsou to všechny povrchově aktivní látky. Mezi hlavní povrchové klížidla patří modifikovaný škrob, polyvinylalkohol (PVA), karboxymethylcelulóza (CMC) a polyakrylamid (PAM). Různá povrchová klížidla lze volit podle různých potřeb. Například: ① Pro zlepšení odolnosti proti vodě lze použít AKD, dispergovanou kalafunu, parafín, stearát chloridu chromitého, kopolymer styrenu a maleinového anhydridu a další syntetické pryskyřičné latexy; ② Pro zlepšení odolnosti proti olejům lze přidat organické fluorované sloučeniny, jako jsou perfluoralkylakrylátové kopolymery, perfluoroktanové komplexy chromu, perfluoralkylfosfáty atd. Pro zvýšení adheze přidáním silikonové pryskyřice; ④ Zlepšení tiskového výkonu, zejména použitím modifikovaného škrobu, CMC, PVA atd. Zlepšení pevnosti za sucha i za mokra přidáním modifikovaného škrobu PAM atd. Pro zlepšení lesku tisku se používá hlavně CMC, alginát sodný a další materiály. Pro zlepšení efektu povrchového klížení je běžné používat dvě nebo více klížidel společně a účinek je velmi významný.

Povrchově aktivní látky v nátěrech

Složení nátěrů pro zpracování nátěrů zahrnuje především lepidla, pigmenty a další přísady. Samotný nátěr je komplexní sloučenina a liší se v závislosti na specifických požadavcích na papír a složení receptury. Povrchově aktivní látky hrají důležitou roli ve formulaci nátěrů papíru, včetně dispergačních činidel, odpěňovačů, maziv, konzervačních látek, antistatických činidel a syntetického latexu.

Disperzní činidlo v nátěrech: Je to nejdůležitější přísada v nátěrech, z nichž většina jsou povrchově aktivní látky. Jeho účinkem je 1. propůjčit pigmentovým částicím náboj, což způsobí, že mezi nimi vytvářejí odpudivé síly; 2. Pokrýt povrch pigmentových částic a působí jako ochranný koloid; 3. Vytvářet kolem částic stav s vysokou viskozitou, aby se zabránilo agregaci více částic. Nejdříve používanými dispergačními činidly byly fosfáty, polysilikáty, hydrogenfosforečnan diamonný, kondenzační produkt kyseliny benzensulfonové a formaldehydu, kasein, arabská pryskyřice atd. Hexametafosforečnan sodný, pyrofosforečnan sodný a tetrafosforečnan sodný jsou běžně používané dispergační činidla v nátěrech s nízkým obsahem pevných látek. V nátěrech s vysokým obsahem pevných látek se běžně používají organické dispergační činidla s vysokou molekulovou hmotností, jako je roztok polyakrylátu sodného, ​​polymethakrylát sodný a jeho deriváty, roztok disodné soli kopolymeru diisobutylenu a maleinanhydridu, stejně jako alkylfenolpolyoxyethylenether a polyoxyethylenether mastných alkoholů.

Odpěňovač: pěna často vzniká v procesu přípravy a nanášení nátěrů a je nutné přidat odpěňovač. Jedná se zejména o vyšší alkoholy, estery mastných kyselin, tributylfosfát, tripropylfosfát atd.

Lubrikant: Pro zlepšení tekutosti a mazivosti papírových povlaků, zvýšení adheze, dodání hladkosti a lesku papírovým povlakům, zvýšení plasticity, zabránění praskání a zlepšení potiskovatelnosti potahovaného papíru lze přidat lubrikanty. V současnosti jsou nejpoužívanějšími lubrikanty ve vodě rozpustné kovové mýdlové povrchově aktivní látky, jako je stearát vápenatý, a významný vliv má také stearát sodný. Jako lubrikanty lze použít také parafinové uhlovodíky a aminy mastných kyselin.

Konzervační látky: Některá přírodní lepidla jsou náchylná k degradaci a růstu plísní, proto by se do nátěrů papíru měly přidávat antikorozní přísady. V nátěrech papíru se široce používají kvartérní amoniové kationtové povrchově aktivní látky, fluorované cyklické sloučeniny, organické sloučeniny bromu a síry, N-(2-benzimidazolyl)karbamát (karbendazim) atd.

Antistatické činidlo: Přidáním oktadecyltrimethylamoniumfluoridu, polyoxyethylensorbitanesteru, alkylfenolpolyoxyethylenetherfosfátu, polystyrensulfonátu atd. do povlakové vrstvy lze papíru dodat antistatické vlastnosti.

Syntetický latex: Syntetický latex je důležité lepidlo pro nátěry. V procesu výroby syntetického latexu hrají povrchově aktivní látky důležitou roli jako emulgátory, dispergační činidla, stabilizátory atd.
#Výrobce chemikálií#
#Textilní pomocné látky#
#Textilní chemikálie#
#silikonová změkčovadla#
#výrobce silikonu#