Бумажные химикаты - Paper chemicals
Химические вещества для бумаги обозначают группу химикатов , которые используются для производства бумаги или изменяют свойства бумаги . Эти химические вещества можно использовать для изменения бумаги разными способами, включая изменение ее цвета и яркости или повышение ее прочности и водостойкости.
Химические вещества, используемые в производстве бумаги
квасцы | «Сульфат глинозема» | Al 2 (SO 4 ) 3 . 18H 2 O | Для щелочной проклейки вместе с канифолью |
Альбарин | « Натуральный сульфат извести » | CaSO 4 . 2H 2 O | строительные материалы. |
Диоксид хлора | диоксид хлора | ClO 2 | отбеливание целлюлозы |
Хлор | хлор | Cl 2 | отбеливание целлюлозы |
Доломит | Карбонат кальция и магния | CaMg (CO 3 ) 2 | Наполнитель, Покрытие |
DTPA | Диэтилентриамин пентацетат | C 14 H 33 N 3 O 10 | Используется для хелатирования (удаления переходных металлов из пульпы). |
EDTA | Этилендиаминтетрауксусной кислоты | C 10 H 16 N 2 O 8 | Используется для хелатирования (удаления переходных металлов из пульпы). |
Фермент | Используется для удаления краски | ||
FSA | Формамидин серная кислота или диоксид тиомочевины | CH 4 N 2 SO 2 | Отбеливание после удаления краски |
Гуаровая камедь | Натуральный полимер | Добавка для повышения прочности в сухом состоянии | |
Гипс или минеральный белила или штукатурка | Натуральный сульфат извести | CaSO 4 · 2H 2 O | Гипсокартон |
Пероксид водорода | Пероксид водорода | Н 2 О 2 | При отбеливании пульпы |
Хлорноватистая кислота | Хлорноватистая кислота | HOCl | При отбеливании пульпы |
Лайм | Окись кальция | CaО | Восстановление химических веществ, отбеливание в процессе щелочной варки целлюлозы |
Известняк | Карбонат кальция | CaCO 3 | Чтобы сделать осажденный CaCO 3 , используется в качестве наполнителя и в покрытии. |
Бисульфит магния | Бисульфит магния | Mg (HSO 3 ) 2 | Используется при варке сульфитной целлюлозы |
Магнезит | Карбонат магния | MgCO 3 -100% | Наполнитель для сигаретной бумаги |
Лаймовое молоко | Гидроксид кальция | Са (ОН) 2 | Для каустизации зеленого щелока |
Молоко магнезии | Гидроксид магния | Мг (ОН) 2 | |
Кислород | Кислород | O 2 | При отбеливании пульпы |
Озон | Озон | O 3 | При отбеливании пульпы |
Канифоль | Абиетиновая кислота | C 19 H 29 COOH | Размеры |
Канифольное мыло | Абиетат натрия | C 19 H 29 COONa | Размеры |
Соленый пирог | Сульфат натрия | Na 2 SO 4 10H 2 O | Подпитка химического восстановления сульфатной варки целлюлозы (Na 2 SO 4 --- Na 2 S) |
Мыло / жирная кислота | Удаление краски | ||
Бисульфит натрия | Бисульфит натрия | NaHSO 3 | Используется при варке сульфитной целлюлозы |
Кальцинированной соды | Карбонат натрия | Na 2 CO 3 | Подпитка химического восстановления щелочной варки целлюлозы (Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 --- 2NaOH + CaCO 3 ) |
Алюминат натрия | Алюминат натрия | Na 2 Al 2 O 4 | Используется вместе с квасцами для контроля pH. |
Бисульфит натрия | Бисульфит натрия | NaHSO 3 | Химический компонент варочного раствора кислотного типа, который иногда используется для нейтрализации остаточного хлора в целлюлозе в процессе отбеливания. |
Хлорат натрия | Хлорат натрия | NaClO 3 | Используется для производства диоксида хлора |
Дитионит натрия | Гидросульфит натрия | Na 2 S 2 O 4 | Отбеливание |
Гипохлорит натрия | Гипохлорит натрия | Na O Cl | Отбеливание |
Перекись натрия | Перекись натрия | Na 2 O 2 | Отбеливание |
Силикат натрия | Силикат натрия | Na 2 SiO 3 | При очистке от краски для макулатуры для смачивания, пептизации, диспергирования чернил, стабилизации пероксидами. |
Сульфид натрия | Сульфид натрия | Na 2 S | Активный химикат в крафт-сульфатном варочном щелоке |
Тиосульфат натрия | Тиосульфат натрия | Na 2 S 2 O 3 | Отбеливание |
Триполифосфат натрия | Триполифосфат натрия | Na 5 P 3 O 10 | Диспергатор |
Крахмал | Состоит из единиц глюкозы, связанных между собой кислородными мостиками, называемыми гликозидами. | Добавка для мокрой и сухой концов | |
Сера | Сера | S | Для производства HSO 3 f или бисульфитной варки |
Поверхностно-активное вещество | Используется для удаления краски. Используется в качестве разрыхлителя при производстве распушенной целлюлозы. | ||
Титания | Оксид титана | TiO 2 | Наполнитель для увеличения непрозрачности и яркости бумаги. Используется в покрытии. |
Анатас | Оксид титана | TiO 2 |
Варка целлюлозы
Химическая варка целлюлозы включает растворение лигнина для извлечения целлюлозы из древесного волокна. Различные процессы химической варки целлюлозы включают крафт-процесс , который использует каустическую соду и сульфид натрия и является наиболее распространенным; в качестве альтернативы использование сернистой кислоты известно как сульфитный процесс , нейтральный полухимический сульфит обрабатывают как третий процесс, отдельный от сульфита, и варку натриевой целлюлозы, которая является наименее экологически опасной с использованием гидроксида натрия или антрахинона .
Каустическая сода добавляется для увеличения pH в процессе варки волокон. Более высокий pH раствора бумажных волокон приводит к сглаживанию и набуханию волокон, что важно для процесса измельчения волокон.
Отбеливание
При производстве белой бумаги древесную массу отбеливают, чтобы удалить любой цвет из следовых количеств лигнина, которые не были извлечены в процессе химической варки целлюлозы. Существует три основных метода отбеливания:
- При отбеливании элементарным хлором используются хлор и гипохлорит .
- Отбеливание без использования элементарного хлора более безопасно для окружающей среды, поскольку исключает использование гипохлорита и заменяет хлор диоксидом хлора или хлоратом натрия .
- При отбеливании без хлора используются кислород и перекись водорода . Это наиболее экологически чистый процесс, поскольку он устраняет все хлорированные загрязнители.
Размеры
Большинство типов бумаги должны обладать некоторой водостойкостью для поддержания определенного качества письма и пригодности для печати. До 1980 года обычным способом добавления этого сопротивления было использование канифоли в сочетании с квасцами . Когда бумажная промышленность начала использовать мел вместо фарфоровой глины в качестве наполнителя, химия бумаги была вынуждена перейти на нейтральный процесс. Сегодня в основном используются AKD ( димер алкилкетена ) и ASA ( ангидрид алкенилянтарной кислоты ).
Укрепление
Влажная прочность
Добавки, повышающие влагопрочность, гарантируют, что бумага сохраняет свою прочность при намокании. Это особенно важно для папиросной бумаги . Химические вещества, обычно используемые для этой цели, включают эпихлоргидрин , меламин , мочевину формальдегид и полиимины . Эти вещества полимеризуются в бумаге и приводят к образованию укрепляющей сети.
Для повышения прочности бумаги во влажную целлюлозу в процессе производства добавляют катионный крахмал. Крахмал имеет аналогичную химическую структуру, что и целлюлозное волокно пульпы, а поверхность как крахмала, так и волокна заряжена отрицательно. Добавляя катионный (положительно заряженный) крахмал, волокна могут связываться с крахмалом и, таким образом, также увеличивать межсоединения между волокнами. Положительно заряженная часть крахмала обычно образована катионами четвертичного аммония . Используемые четвертичные соли включают 2,3-эпоксипропилтриметиламмонийхлорид (EPTAC, также известный как или Glytac Quab, GMAC ™) и хлорид (3-хлор-2-гидроксипропил) триметиламмония (CHPTAC, также известный как Quat 188, Quab 188, Reagens ™).
Сухая прочность
Добавки, повышающие прочность в сухом состоянии, или агенты, повышающие прочность в сухом состоянии, представляют собой химические вещества, улучшающие прочность бумаги в нормальных условиях. Они улучшают прочность бумаги на сжатие , прочность на разрыв , прочность на разрыв и сопротивление расслаиванию . Типичные используемые химические вещества включают производные катионного крахмала и полиакриламида (ПАМ). Эти вещества действуют путем связывания волокон, часто с помощью ионов алюминия в листе бумаги.
Связующие
Связующие способствуют связыванию частиц пигмента между собой и слоем покрытия бумаги. Связующие представляют собой сферические частицы диаметром менее 1 мкм. Обычными связующими являются сополимер стирола и малеинового ангидрида или сополимер стирола и акрилата. Поверхность химический состав отличается от адсорбции из акриловой кислоты или анионного поверхностно -активного вещества , оба из которых используются для стабилизации дисперсии в воде. Совместные связующие или загустители, как правило, представляют собой водорастворимые полимеры, которые влияют на вязкость цвета бумаги, водоудержание, проклейку и блеск. Некоторые общие примеры - карбоксиметилцеллюлоза (CMC), катионная и анионная гидроксиэтилцеллюлоза (EHEC), модифицированный крахмал и декстрин . Стирол-бутадиеновый латекс, стирол-акрил, декстрин , окисленный крахмал используются в покрытиях для связывания наполнителя с бумагой. Со-связующие вещества представляют собой натуральные продукты, такие как крахмал и КМЦ ( карбоксиметилцеллюлоза ), которые используются вместе с синтетическими связующими, такими как стирол-акрил или стирол-бутадиен. Со-связующие используются для снижения стоимости синтетического связующего и улучшения водоудержания и реологии покрытия.
Наполнители
Минеральные наполнители используются для снижения расхода более дорогих связующих материалов или для улучшения некоторых свойств бумаги. Китайская глина , карбонат кальция, диоксид титана и тальк - обычные минеральные наполнители, используемые в производстве бумаги.
Удержание
Удерживающий агент добавляется для связывания наполнителей с бумагой. Наполнители, такие как карбонат кальция , обычно имеют слабый поверхностный заряд. Удерживающий агент представляет собой полимер с высоким содержанием катионных положительно заряженных групп. Дополнительной функцией удерживающего агента является ускорение обезвоживания в секции проволоки бумагоделательной машины . Полиэтиленимин и полиакриламид являются примерами химикатов, используемых в этом процессе.
Покрытие
Пигменты
Могут быть добавлены пигменты , поглощающие в желтой и красной части видимого спектра. По мере того как краситель поглощает свет, яркость бумаги будет уменьшаться, в отличие от эффекта оптического осветлителя. Для увеличения белизны часто используют комбинацию пигментов и оптического осветлителя. Чаще всего используются пигменты синего и фиолетового цветов.
Оптико-осветляющий агент
Оптический отбеливатель используется для того, чтобы бумага выглядела белее. Оптические осветляющие агенты используют флуоресценцию для поглощения невидимого излучения из ультрафиолетовой части светового спектра и повторного испускания излучения в виде света в видимом синем диапазоне. Таким образом, оптический осветляющий агент создает синий свет, который добавляется к отраженному свету. Дополнительный синий свет смещает желтоватый оттенок, который в противном случае существовал бы в характеристиках отраженного света. Таким образом, увеличивается яркость материала (когда освещение включает ультрафиолетовое излучение).
Смотрите также
- Удаление краски из переработанной бумаги
- Химия поверхности бумаги
- Органосольв (техника варки)