Применение в мокрой части бумагоделательного производства

Поверхностно-активные вещества для проклейки — важные химические вещества, применяемые в мокрой части производства, которые обеспечивают водостойкость бумаги и картона. Они в основном используются в писчей, печатной, упаковочной, строительной бумаге и картоне.

Основными типами проклеивающих веществ являются проклеивающие вещества на основе канифоли и синтетические проклеивающие вещества. Приготовление дисперсного канифольного проклеивающего вещества представляет собой физико-химический процесс, в котором твёрдая канифоль поглощает тепло и превращается в жидкую канифоль. Между жидкой канифолью и водой существует большое поверхностное натяжение, снижение которого возможно только путём добавления поверхностно-активных веществ. Эмульгаторы и диспергирующие агенты для диспергирования смолы канифоли являются поверхностно-активными веществами. Выбор правильного поверхностно-активного вещества является ключом к приготовлению дисперсной смолы канифоли. К наиболее распространённым поверхностно-активным веществам относятся анионные, катионные и цвиттер-ионные агенты. Наиболее часто используемым эмульгатором в Китае является анионная дисперсная канифольная смола, а также обычно используемые эмульгаторы полиоксиэтиленового типа, такие как жирный спирт полиоксиэтиленэфирфосфат, 2-гидрокси-3-(стиролгликоль)акриловый сульфонат натрия, 2-гидрокси-3-(нонилфеноксиполиоксиэтилен)акриловый сульфонат натрия и т. д. Некоторые катионные эмульгаторы, такие как катионный полиакриламид, полиамидполиамидэпихлоргидрин и катионный крахмал, используются для приготовления катионного дисперсного канифольного клея.

Синтетические проклеивающие вещества в основном включают алкилкетеновый димер (AKD) и алкилянтарный ангидрид (ASA). Эти два типа проклеивающих веществ также известны как реактивные проклеивающие вещества, поскольку они содержат активные функциональные группы, которые могут реагировать с гидроксильными группами волокон и оставаться на волокнах. Благодаря своей способности выдерживать условия высокого pH (pH = 7,5-8,5), этот тип проклеивающего вещества популярен в бумажной промышленности, поскольку он может использовать недорогой карбонат кальция в качестве наполнителя для улучшения прочности, белизны и производительности бумагоделательной машины. В настоящее время более 50% высококачественной бумаги в развитых странах достигают среднещелочного или щелочного бумажного производства. AKD и ASA нерастворимы в воде, и стабильный лосьон AKD можно приготовить, используя неионогенное поверхностно-активное вещество типа полиоксиэтилена в качестве эмульгатора.

В процессе отбеливания целлюлозы, обработанной поверхностно-активными веществами для контроля смоляного налета, выпадает осадок остаточной смолы. Если вовремя не отделить осадок, он образует вязкие отложения, которые прилипают к оборудованию, медной сетке бумагоделательной машины, шерстяной ткани и сушильным цилиндрам, что затрудняет процесс производства бумаги, влияет на его нормальное функционирование и вызывает заболевания, связанные с бумагой. Кроме того, в связи с широким распространением макулатуры, содержащиеся в ней вещества на основе смол, такие как клеи, связующие для чернил и клеи для покрытий, также могут создавать барьеры для смолы, затрудняющие производство бумаги. Поэтому исследования и разработки агентов для контроля барьеров для смолы приобретают всё большую важность.

Обычно используемые агенты контроля барьера смолы включают неорганические наполнители (такие как тальк), фунгициды, поверхностно-активные вещества, хелатирующие агенты, катионные полимеры, липазы и агенты для разделения мембран. Наиболее часто используемые поверхностно-активные вещества - это анионные поверхностно-активные вещества, которые в настоящее время являются наиболее широко используемыми поверхностно-активными веществами, включая высшие спиртовые сульфаты, алкилбензолсульфоновые кислоты и высшие спирты, фосфаты и т. д. Катионные поверхностно-активные вещества - это в основном соли алкиламинов или четвертичные аммониевые соли. Неионогенные поверхностно-активные вещества в основном включают полиэтиленгликоль и полиолы. Кроме того, существуют также амфотерные поверхностно-активные вещества и различные многокомпонентные комплексы. Смывочный агент также является агентом контроля смолы, используемым для контроля адгезии между сушилкой и бумажным листом, смазывания скребка и сушилки, а также контроля распределения клея. В основном он включает в себя лосьон на основе полиамидного полимера, такой как лосьон на основе поливинилового спирта, минеральное масло и поверхностно-активное вещество, распыляемый на платформу органический кремниевый лосьон и катионный полимер полиамина-полиамида.

Поверхностно-активное вещество для пеногашения

В процессе производства бумаги целлюлоза содержит небольшое количество природных и искусственно добавленных пенообразующих поверхностно-активных веществ, таких как технические элементы и жирные кислоты, а также стабилизаторов пены, таких как синтетические полимеры и крахмал. В результате образуется пена, что приводит к таким проблемам, как разрыв бумаги или образование отверстий. Основными активными компонентами пеногасителей, используемых в производстве бумаги, являются высокоуглеродные спирты, полиэфиры, сложные эфиры жирных кислот, кремнийорганические полимеры и т. д. Они обычно производятся в виде лосьона типа «вода в масле».

Умягчитель для бумажного производства

Мягкость определяется способностью поверхностно-активных веществ образовывать гидрофобные группы на поверхности волокон и адсорбировать их в обратном направлении, снижая динамический и статический коэффициенты трения волокон, тем самым обеспечивая гладкость и мягкость. Серный уксус, сульфированное касторовое масло и другие анионные поверхностно-активные вещества оказывают смягчающее действие при адсорбции на поверхности волокон.

Катионные группы в катионных поверхностно-активных веществах способны напрямую связываться с отрицательно заряженными волокнами, в то время как гидрофобные группы образуют низкоэнергетические поверхности на внешней стороне волокон, что обеспечивает особую гибкость. Бисамид жирных кислот (эпихлоргидрин) в основном используется для производства бумаги с высокими требованиями к гибкости, такой как туалетная бумага, гофрированная бумага, гигиенические прокладки, носовые платки, салфетки и т. д.

Биполярные ионные поверхностно-активные вещества (ПАВ) имеют широкий спектр применения. Их катионные группы могут образовывать связи с волокнами, в то время как анионные группы могут связываться с волокнами через полиэлектролиты или ионы алюминия в целлюлозе. Они также могут выстраивать гидрофобные группы наружу, значительно снижая поверхностную энергию. Примерами таких ПАВ являются 1 (.9'-аминоэтил). 2. Семнадцать производных алкилимидазолинкарбоновых кислот. Кроме того, как катионные, так и амфотерные ПАВ обладают антибактериальными и бактерицидными свойствами, что позволяет эффективно предотвращать образование плесени на бумаге.

Кремнийорганические поверхностно-активные вещества (ПАВ) относятся к специальным поверхностно-активным веществам, и катионные кремнийорганические четвертичные аммониевые соли используются в основном в качестве смягчителей. Существует также множество других типов смягчителей, таких как полиоксиэтиленовый эфир стеариновой кислоты, полиоксиэтиленланолин, эмульгированный воск и др.

Умягчитель для бумажного производства

Мягкость определяется способностью поверхностно-активных веществ образовывать гидрофобные группы на поверхности волокон и адсорбировать их в обратном направлении, снижая динамический и статический коэффициенты трения волокон, тем самым обеспечивая гладкость и мягкость. Серный уксус, сульфированное касторовое масло и другие анионные поверхностно-активные вещества оказывают смягчающее действие при адсорбции на поверхности волокон.

Катионные группы в катионных поверхностно-активных веществах способны напрямую связываться с отрицательно заряженными волокнами, в то время как гидрофобные группы образуют низкоэнергетические поверхности на внешней стороне волокон, что обеспечивает особую гибкость. Бисамид жирных кислот (эпихлоргидрин) в основном используется для производства бумаги с высокими требованиями к гибкости, такой как туалетная бумага, гофрированная бумага, гигиенические прокладки, носовые платки, салфетки и т. д.

Биполярные ионные поверхностно-активные вещества (ПАВ) имеют широкий спектр применения. Их катионные группы могут образовывать связи с волокнами, в то время как анионные группы могут связываться с волокнами через полиэлектролиты или ионы алюминия в целлюлозе. Они также могут выстраивать гидрофобные группы наружу, значительно снижая поверхностную энергию. Примерами таких ПАВ являются 1 (.9'-аминоэтил). 2. Семнадцать производных алкилимидазолинкарбоновых кислот. Кроме того, как катионные, так и амфотерные ПАВ обладают антибактериальными и бактерицидными свойствами, что позволяет эффективно предотвращать образование плесени на бумаге.

Кремнийорганические поверхностно-активные вещества (ПАВ) относятся к специальным поверхностно-активным веществам, а катионные кремнийорганические четвертичные аммониевые соли в основном используются в качестве смягчителей.

Существует также много других типов смягчителей, таких как полиоксиэтиленовый эфир стеариновой кислоты, полиоксиэтиленланолин, эмульгированный воск и т. д.

Антистатик

При производстве бумаги специальной обработки иногда могут возникать проблемы с антистатическими свойствами. Использование поверхностно-активных веществ для обработки жидкости позволяет создать гидрофильную внешнюю поверхность. То есть, будучи антистатиком, поверхностно-активное вещество образует положительную адсорбцию на поверхности материала, формируя гидрофобные группы. Гидрофильные группы распространяются в пространстве, увеличивая ионную проводимость и влагопоглощающую способность волокон, что приводит к разряду и снижению поверхностного сопротивления, предотвращая накопление статического электричества. Поверхностно-активные вещества, используемые в качестве антистатиков, имеют большие гидрофобные группы и сильные гидрофильные группы. Катионные поверхностно-активные вещества наиболее широко используются и обладают наилучшими характеристиками, за ними следуют амфотерные поверхностно-активные вещества.

Диспергатор волокон

Основная функция диспергаторов волокон — снижение флокуляции волокон и улучшение формования бумаги. Диспергаторы волокон могут образовывать двухслойную структуру на поверхности волокон. Полярный конец внешнего диспергатора обладает сильным сродством к воде, что увеличивает степень смачивания водой и отталкивает статическое электричество, обеспечивая диспергирование. К наиболее часто используемым диспергаторам волокон относятся частично гидролизованный полиакриламид (ПАМ), полиэтиленоксид (ПЭО) и др. ПЭО обладает высокой вязкостью, хорошей растворимостью в воде и хорошими смазывающими свойствами. Добавление менее 0,05% диспергатора в высококачественную туалетную бумагу позволяет добиться хорошего диспергирующего эффекта.

Применение поверхностной проклейки и покрытия в бумажном производстве

Проклейка поверхности и нанесение покрытия подразумевают нанесение химических веществ на поверхность бумаги, в первую очередь для улучшения её свойств, повышения печатных характеристик и общей целостности. Однако между этими двумя методами существует множество различий, главное из которых заключается в том, что для проклейки поверхности часто используются только клеи, тогда как при нанесении покрытия используются как клеи, так и пигменты. Клей, используемый для нанесения покрытия, вдавливается в бумагу, а пигмент наносится на её поверхность.

Поверхностно-активные вещества для проклейки поверхностей

Согласно материалу его можно разделить на натуральные и модифицированные продукты и синтетические продукты; Согласно ионным свойствам его можно разделить на анионные, катионные и неионогенные типы; согласно форме продукта его можно разделить на тип водного раствора и тип лосьона. Обычно используемые поверхностные клеи имеют гидрофобные и гидрофильные группы, поэтому, говоря в общих чертах, все они являются поверхностно-активными веществами. Основные поверхностные проклеивающие вещества включают модифицированный крахмал, поливиниловый спирт (ПВС), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и полиакриламид (ПАМ). Различные поверхностные проклеивающие вещества могут быть выбраны в соответствии с различными потребностями. Например: ① Для улучшения водостойкости можно использовать АКД, диспергированную канифоль, парафин, стеарат хлорида хрома, сополимер стирола и малеинового ангидрида и другие латексы синтетических смол; ② Для повышения маслостойкости можно добавлять органические фторированные соединения, такие как сополимеры перфторалкилакрилата, комплексы хрома с перфтороктановой кислотой, перфторалкилфосфаты и т. д. Для повышения антиадгезионных свойств можно добавлять силиконовую смолу; ④ Для повышения печатных характеристик, в основном, использовать модифицированный крахмал, КМЦ, ПВА и т. д. Для повышения прочности в сухом и влажном состоянии можно добавлять модифицированный крахмал ПАМ и т. д. Для повышения глянцевитости печати в основном используют КМЦ, альгинат натрия и другие материалы. Для улучшения поверхностной проклейки обычно используют два или более проклеивающих вещества одновременно, и эффект очень значительный.

Поверхностно-активные вещества для покрытий

В состав покрытий для обработки бумаги входят в основном клеи, пигменты и другие добавки. Само покрытие представляет собой сложное соединение, состав которого варьируется в зависимости от конкретных требований к бумаге и состава рецептуры. Поверхностно-активные вещества играют важную роль в формуле бумажных покрытий, в частности, диспергирующие агенты, пеногасители, смазывающие вещества, консерванты, антистатики и синтетический латекс.

Диспергатор для покрытий: это важнейшая добавка в покрытиях, большинство из которых являются поверхностно-активными веществами. Его функции заключаются в следующем: 1) заряжать частицы пигмента, создавая между ними силы отталкивания; 2) покрывать поверхность частиц пигмента, действуя как защитный коллоид; 3) создавать вокруг частиц высоковязкое состояние, предотвращая агрегацию нескольких частиц. Первыми используемыми диспергаторами были фосфаты, полисиликаты, диаммонийгидрофосфат (продукт конденсации бензолсульфоновой кислоты и формальдегида), казеин, аравийская камедь и т. д. Гексаметафосфат натрия, пирофосфат натрия и тетрафосфат натрия широко используются в качестве диспергаторов в покрытиях с низким содержанием твердых веществ. В покрытиях с высоким содержанием твердых веществ обычно используют высокомолекулярные органические диспергаторы, такие как раствор полиакрилата натрия, полиметакрилат натрия и его производные, раствор динатриевой соли сополимера диизобутилена и малеинового ангидрида, а также полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола и полиоксиэтиленовый эфир жирного спирта.

Пеногаситель: в процессе подготовки и нанесения покрытия часто образуется пена, поэтому необходимо добавлять пеногаситель. В основном это высшие спирты, эфиры жирных кислот, трибутилфосфат, трипропилфосфат и т. д.

Смазывающие вещества: Для улучшения текучести и смазывающих свойств бумажных покрытий, усиления адгезии, придания им гладкости и блеска, повышения пластичности, предотвращения растрескивания и улучшения печатных свойств мелованной бумаги в неё добавляют смазывающие вещества. Наиболее распространёнными в настоящее время смазывающими веществами являются водорастворимые поверхностно-активные вещества на основе металлических мыл, представленные стеаратом кальция и стеаратом натрия. Значительное влияние оказывают также водорастворимые смазывающие вещества на основе стеарата натрия. В качестве смазывающих веществ могут также использоваться парафиновые углеводороды и амины жирных кислот.

Консерванты: Некоторые натуральные клеи склонны к деградации и образованию плесени, поэтому в покрытия для бумаги следует добавлять антикоррозионные добавки. В покрытиях для бумаги широко используются четвертичные аммониевые катионные поверхностно-активные вещества, фторированные циклические соединения, органические соединения брома и серы, N-(2-бензимидазолил)карбамат (карбендазим) и т. д.

Антистатик: Добавляя в формулу покрытия фторид октадецилтриметиламмония, полиоксиэтиленсорбитановый эфир, фосфат алкилфенолполиоксиэтиленового эфира, полистиролсульфонат и т. д., можно придать бумаге антистатические свойства.

Синтетический латекс: Синтетический латекс является важным клеем для покрытий. В процессе его получения поверхностно-активные вещества играют важную роль в качестве эмульгаторов, диспергаторов, стабилизаторов и т. д.
#Производитель химической продукции#
#Текстильно-вспомогательное оборудование#
#Текстильная Химия#
#силиконовый смягчитель#
#производитель силикона#