کاربرد در انتهای تر کاغذسازی

سورفکتانت‌ها برای آهاردهی، مواد شیمیایی مهم در انتهای مرطوب کاغذ و مقوا هستند که مقاومت در برابر آب را برای آنها فراهم می‌کنند. آنها بیشتر برای کاغذ و مقوای تحریر، چاپ، بسته‌بندی و ساختمانی استفاده می‌شوند.

انواع اصلی عوامل آهاردهی، عوامل آهاردهی بر پایه روزین و عوامل آهاردهی بر پایه مصنوعی هستند. تهیه آهار روزین پراکنده یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی است که در آن روزین جامد گرما را جذب کرده و به روزین مایع تبدیل می‌شود. کشش سطحی زیادی بین مایع روزین و آب وجود دارد و کاهش این کشش سطحی تنها با افزودن سورفکتانت‌ها امکان‌پذیر است. امولسیفایرها و پراکنده‌کننده‌ها برای پراکنده کردن صمغ روزین هر دو سورفکتانت هستند. انتخاب سورفکتانت مناسب، کلید تهیه صمغ روزین پراکنده است و موارد رایج مورد استفاده شامل عوامل آنیونی، کاتیونی و زویتریونیک هستند. رایج‌ترین امولسیفایر مورد استفاده در چین، صمغ رزین پراکنده آنیونی است و امولسیفایرهای رایج از نوع پلی‌اکسی‌اتیلن هستند، مانند الکل چرب پلی‌اکسی‌اتیلن اتر فسفات، سدیم ۲-هیدروکسی-۳- (استایرن گلیکول) اکریلیک سولفونات، سدیم ۲-هیدروکسی-۳- (نونیل‌فنوکسی پلی‌اکسی‌اتیلن) ​​اکریلیک سولفونات و غیره. برخی از امولسیفایرهای کاتیونی مانند پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی، پلی‌آمید پلی‌آمید اپی‌کلروهیدرین و نشاسته کاتیونی برای تهیه رزین پراکنده کاتیونی استفاده می‌شوند.

عوامل آهاردهی مصنوعی عمدتاً شامل دیمر آلکیل کتن (AKD) و انیدرید آلکیل سوکسینیک (ASA) هستند. این دو نوع عامل آهاردهی، به عنوان عوامل آهاردهی واکنشی نیز شناخته می‌شوند، زیرا حاوی گروه‌های عاملی فعالی هستند که می‌توانند با گروه‌های هیدروکسیل الیاف واکنش داده و روی الیاف باقی بمانند. به دلیل توانایی آنها در سازگاری با شرایط pH بالا (pH=7.5-8.5)، این نوع عامل آهاردهی در صنعت کاغذ محبوب است زیرا می‌تواند از کربنات کلسیم ارزان قیمت به عنوان پرکننده برای بهبود استحکام، سفیدی و عملکرد کاغذسازی کاغذ استفاده کند. در حال حاضر، بیش از 50٪ از کاغذهای مرغوب در کشورهای توسعه یافته به کاغذسازی با قلیایی متوسط ​​تا قلیایی دست یافته‌اند. AKD و ASA در آب نامحلول هستند و می‌توان با استفاده از سورفکتانت غیر یونی از نوع پلی‌اکسی‌اتیلن به عنوان امولسیفایر، یک لوسیون AKD پایدار تهیه کرد.

در طول فرآیند سفید کردن خمیر کاغذ که با سورفکتانت‌ها برای کنترل رزین تیمار شده است، رزین باقیمانده رسوب می‌کند. اگر به موقع جدا نشود، رسوبات چسبناکی تشکیل می‌دهد که به تجهیزات، توری مسی ماشین کاغذ، پارچه پشمی و سیلندرهای خشک‌کن می‌چسبد و باعث ایجاد موانع کاغذسازی، تأثیر بر کاغذسازی معمولی و همچنین بیماری‌های کاغذ می‌شود. علاوه بر این، با استفاده گسترده از کاغذ باطله امروزه، مواد رزینی مانند چسب‌ها، چسب‌های جوهر و چسب‌های پوششی در کاغذ باطله نیز می‌توانند موانع رزینی ایجاد کنند که بر کاغذسازی تأثیر می‌گذارند. بنابراین، تحقیق و توسعه عوامل کنترل مانع رزینی به طور فزاینده‌ای اهمیت یافته است.

عوامل کنترل کننده مانع رزین که معمولاً استفاده می‌شوند شامل پرکننده‌های معدنی (مانند پودر تالک)، قارچ‌کش‌ها، سورفکتانت‌ها، عوامل کیلیت‌ساز، پلیمرهای کاتیونی، لیپازها و عوامل جداسازی غشا هستند. رایج‌ترین سورفکتانت‌های مورد استفاده، سورفکتانت‌های آنیونی هستند که در حال حاضر پرکاربردترین سورفکتانت‌ها هستند، از جمله سولفات‌های الکل بالاتر، اسیدهای سولفونیک آلکیل بنزن و الکل‌های بالاتر، فسفات‌ها و غیره. سورفکتانت‌های کاتیونی عمدتاً نمک‌های آلکیل آمین یا نمک‌های آمونیوم چهارتایی هستند. سورفکتانت‌های غیر یونی عمدتاً شامل پلی‌اتیلن گلیکول و پلیول‌ها هستند. علاوه بر این، سورفکتانت‌های آمفوتریک و کمپلکس‌های چند جزئی مختلفی نیز وجود دارند. عامل لایه بردار نیز یک عامل کنترل کننده رزین است که برای کنترل چسبندگی بین خشک کن و ورق کاغذ، روانکاری دستگاه تراش و خشک کن و کنترل توزیع چسب استفاده می‌شود. این ماده عمدتاً شامل لوسیون پلیمری پلی آمید، مانند لوسیون پلی وینیل الکل، روغن معدنی و اسپری لوسیون سیلیکون آلی و پلیمر کاتیونی پلی آمید پلی آمید پلی آمید است.

سورفکتانت برای کف زدایی

در فرآیند ساخت کاغذ، خمیر کاغذ حاوی مقدار کمی سورفکتانت‌های کف‌ساز طبیعی و مصنوعی مانند عناصر فنی و اسیدهای چرب و همچنین تثبیت‌کننده‌های کف مانند پلیمرهای مصنوعی و نشاسته است. بنابراین، کف ظاهر می‌شود و باعث مشکلاتی مانند شکستن کاغذ یا سوراخ شدن کاغذ می‌شود. اجزای اصلی فعال ضدکف‌های مورد استفاده در ساخت کاغذ، الکل‌های پرکربن، پلی‌اترها، استرهای اسید چرب، پلیمرهای سیلیکونی آلی و غیره هستند. آنها معمولاً به صورت لوسیون آب در روغن تهیه می‌شوند.

نرم کننده برای کاغذ سازی

نرمی به توانایی سورفکتانت‌ها در تشکیل گروه‌های آبگریز روی سطح الیاف و جذب آنها در جهت معکوس اشاره دارد که باعث کاهش ضرایب اصطکاک دینامیکی و استاتیکی ماده الیاف شده و در نتیجه به دست آوردن یک حس صاف و نرم منجر می‌شود. سرکه اسید سولفوریک، روغن کرچک سولفونه شده و سایر سورفکتانت‌های آنیونی هنگام جذب روی سطح الیاف، اثر نرم‌کنندگی از خود نشان می‌دهند.

گروه‌های کاتیونی در سورفکتانت‌های کاتیونی می‌توانند مستقیماً با الیاف با بار منفی پیوند برقرار کنند، در حالی که گروه‌های آبگریز سطوح کم انرژی را در قسمت بیرونی الیاف تشکیل می‌دهند و در نتیجه انعطاف‌پذیری بسیار خوبی ایجاد می‌کنند. بیسامید اپی کلروهیدرین اسید چرب عمدتاً برای کاغذهایی با نیاز به انعطاف‌پذیری بالا مانند دستمال توالت، دستمال چروک، دستمال‌های بهداشتی، دستمال سفره، دستمال سفره و غیره استفاده می‌شود.

سورفکتانت‌های یونی دوقطبی طیف وسیعی از کاربردها را دارند. گروه‌های کاتیونی آنها می‌توانند با الیاف پیوند تشکیل دهند، در حالی که گروه‌های آنیونی آنها می‌توانند از طریق پلی الکترولیت‌ها یا یون‌های آلومینیوم در خمیر کاغذ با الیاف پیوند برقرار کنند. آنها همچنین می‌توانند باعث شوند که گروه‌های آبگریز به سمت بیرون همسو شوند و انرژی سطحی را تا حد زیادی کاهش دهند. نمونه‌هایی از چنین سورفکتانت‌هایی شامل ۱ (.۹' آمینواتیل) است. ۲. هفده مشتق اسید کربوکسیلیک آلکیل ایمیدازولین. علاوه بر این، هر دو سورفکتانت کاتیونی و آمفوتریک دارای خواص ضد باکتری و باکتری‌کشی هستند که می‌توانند به طور مؤثر از کپک زدن کاغذ جلوگیری کنند.

سورفکتانت‌های ارگانوسیلیکون متعلق به سورفکتانت‌های ویژه هستند و نمک‌های آمونیوم کواترنری ارگانوسیلیکون کاتیونی عمدتاً به عنوان نرم‌کننده استفاده می‌شوند. همچنین انواع دیگری از نرم‌کننده‌ها مانند پلی‌اکسی‌اتیلن استر اسید استئاریک، پلی‌اکسی‌اتیلن لانولین، موم امولسیون شده و غیره وجود دارد.

نرم کننده برای کاغذ سازی

نرمی به توانایی سورفکتانت‌ها در تشکیل گروه‌های آبگریز روی سطح الیاف و جذب آنها در جهت معکوس اشاره دارد که باعث کاهش ضرایب اصطکاک دینامیکی و استاتیکی ماده الیاف شده و در نتیجه به دست آوردن یک حس صاف و نرم منجر می‌شود. سرکه اسید سولفوریک، روغن کرچک سولفونه شده و سایر سورفکتانت‌های آنیونی هنگام جذب روی سطح الیاف، اثر نرم‌کنندگی از خود نشان می‌دهند.

گروه‌های کاتیونی در سورفکتانت‌های کاتیونی می‌توانند مستقیماً با الیاف با بار منفی پیوند برقرار کنند، در حالی که گروه‌های آبگریز سطوح کم انرژی را در قسمت بیرونی الیاف تشکیل می‌دهند و در نتیجه انعطاف‌پذیری بسیار خوبی ایجاد می‌کنند. بیسامید اپی کلروهیدرین اسید چرب عمدتاً برای کاغذهایی با نیاز به انعطاف‌پذیری بالا مانند دستمال توالت، دستمال چروک، دستمال‌های بهداشتی، دستمال سفره، دستمال سفره و غیره استفاده می‌شود.

سورفکتانت‌های یونی دوقطبی طیف وسیعی از کاربردها را دارند. گروه‌های کاتیونی آنها می‌توانند با الیاف پیوند تشکیل دهند، در حالی که گروه‌های آنیونی آنها می‌توانند از طریق پلی الکترولیت‌ها یا یون‌های آلومینیوم در خمیر کاغذ با الیاف پیوند برقرار کنند. آنها همچنین می‌توانند باعث شوند که گروه‌های آبگریز به سمت بیرون همسو شوند و انرژی سطحی را تا حد زیادی کاهش دهند. نمونه‌هایی از چنین سورفکتانت‌هایی شامل ۱ (.۹' آمینواتیل) است. ۲. هفده مشتق اسید کربوکسیلیک آلکیل ایمیدازولین. علاوه بر این، هر دو سورفکتانت کاتیونی و آمفوتریک دارای خواص ضد باکتری و باکتری‌کشی هستند که می‌توانند به طور مؤثر از کپک زدن کاغذ جلوگیری کنند.

سورفکتانت‌های ارگانوسیلیکون متعلق به سورفکتانت‌های ویژه هستند و نمک‌های آمونیوم کواترنر ارگانوسیلیکون کاتیونی عمدتاً به عنوان نرم‌کننده استفاده می‌شوند.

همچنین انواع دیگری از نرم‌کننده‌ها مانند پلی‌اکسی‌اتیلن استر اسید استئاریک، پلی‌اکسی‌اتیلن لانولین، موم امولسیون‌شده و غیره وجود دارد.

عامل آنتی استاتیک

در تولید کاغذهای فرآوری شده ویژه، گاهی اوقات ممکن است با مشکلات آنتی استاتیک مواجه شویم. استفاده از سورفکتانت‌ها برای تصفیه مایع می‌تواند یک سطح بیرونی آبدوست ایجاد کند. یعنی، به عنوان یک عامل آنتی استاتیک، سورفکتانت جذب مثبتی روی سطح ماده ایجاد می‌کند و یک گروه آبگریز روی سطح ماده تشکیل می‌دهد. گروه‌های آبدوست به فضا گسترش می‌یابند و رسانایی یونی و رسانایی جذب رطوبت الیاف را افزایش می‌دهند و در نتیجه پدیده تخلیه و کاهش مقاومت سطحی ایجاد می‌شود و در نتیجه از تجمع الکتریسیته ساکن جلوگیری می‌شود. سورفکتانت‌هایی که به عنوان عوامل آنتی استاتیک استفاده می‌شوند، گروه‌های آبگریز بزرگ و گروه‌های آبدوست قوی دارند. سورفکتانت‌های کاتیونی بیشترین کاربرد و بهترین عملکرد را دارند و پس از آن سورفکتانت‌های آمفوتریک قرار دارند.

پراکنده کننده فیبر

عملکرد اصلی پراکنده‌سازهای فیبر، کاهش لخته شدن فیبر و بهبود شکل‌گیری کاغذ است. پراکنده‌سازهای فیبر می‌توانند ساختار دولایه‌ای روی سطح فیبرها تشکیل دهند. انتهای قطبی پراکنده‌ساز بیرونی میل ترکیبی زیادی با آب دارد، درجه خیس شدن توسط آب را افزایش می‌دهد و الکتریسیته ساکن را دفع می‌کند تا پراکندگی حاصل شود. پراکنده‌سازهای فیبری رایج شامل پلی‌اکریل‌آمید (PAM) تا حدی هیدرولیز شده، اکسید پلی‌اتیلن (PlEO) و غیره هستند. PEO ویسکوزیته بالا، حلالیت خوب در آب و روانکاری خوبی دارد. افزودن کمتر از 0.05٪ به دستمال توالت مرغوب می‌تواند اثر پراکندگی خوبی ایجاد کند.

کاربرد آهاردهی و پوشش‌دهی سطحی در کاغذسازی

آهاردهی سطحی و پوشش‌دهی هر دو شامل اعمال مواد شیمیایی به سطح کاغذ هستند، که در درجه اول برای بهبود خواص سطحی، افزایش عملکرد چاپ و یکپارچگی کلی آن انجام می‌شود. اما تفاوت‌های زیادی بین این دو وجود دارد، تفاوت اصلی این است که در چسب‌کاری سطحی اغلب فقط از چسب استفاده می‌شود، در حالی که در پوشش‌دهی از چسب و رنگدانه استفاده می‌شود. چسب مورد استفاده برای پوشش‌دهی سطحی به کاغذ فشرده می‌شود، در حالی که رنگدانه اعمال شده روی سطح کاغذ اعمال می‌شود.

سورفکتانت‌ها برای آهاردهی سطحی

بر اساس جنس، می‌توان آن را به محصولات طبیعی و اصلاح‌شده و محصولات مصنوعی تقسیم کرد؛ بر اساس خاصیت یونی، می‌توان آن را به انواع آنیونی، کاتیونی و غیریونی تقسیم کرد؛ بر اساس شکل محصول، می‌توان آن را به نوع محلول آبی و نوع لوسیون تقسیم کرد. چسب‌های سطحی رایج دارای گروه‌های آبگریز و آبدوست هستند، بنابراین به طور کلی، همه آنها سورفکتانت هستند. عوامل اصلی آهاردهی سطحی شامل نشاسته اصلاح‌شده، پلی‌وینیل الکل (PVA)، کربوکسی متیل سلولز (CMC) و پلی‌اکریل‌آمید (PAM) هستند. عوامل آهاردهی سطحی مختلفی را می‌توان بر اساس نیازهای مختلف انتخاب کرد. به عنوان مثال: ① برای بهبود مقاومت در برابر آب، می‌توان از AKD، روزین پراکنده، پارافین، استئارات کلرید کروم، کوپلیمر انیدرید مالئیک استایرن و سایر لاتکس‌های رزین مصنوعی استفاده کرد. ② برای بهبود مقاومت در برابر روغن، ترکیبات آلی فلوئوردار مانند کوپلیمرهای پرفلوئوروآلکیل اکریلات، کمپلکس‌های کروم اسید پرفلوئورواکتانوئیک، فسفات‌های پرفلوئوروآلکیل و غیره را می‌توان اضافه کرد. با افزودن رزین سیلیکونی، خاصیت ضد چسبندگی را افزایش دهید. ④ بهبود عملکرد چاپ، عمدتاً با استفاده از نشاسته اصلاح‌شده، CMC، PVA و غیره. بهبود استحکام خشک و مرطوب با افزودن نشاسته اصلاح‌شده PAM و غیره. برای بهبود براقیت چاپ، CMC، آلژینات سدیم و سایر مواد عمدتاً استفاده می‌شوند. به منظور بهبود اثر آهاردهی سطحی، استفاده از دو یا چند عامل آهاردهی با هم رایج است و این اثر بسیار قابل توجه است.

سورفکتانت‌های پوششی

ترکیب پوشش‌ها برای پردازش پوشش عمدتاً شامل چسب‌ها، رنگدانه‌ها و سایر افزودنی‌ها است. خود پوشش یک ترکیب پیچیده است و بسته به نیازهای خاص کاغذ و ترکیب فرمول متفاوت است. سورفکتانت‌ها نقش مهمی در فرمولاسیون پوشش‌های کاغذی دارند، که عمدتاً شامل پخش‌کننده‌های پوشش، ضد کف‌ها، روان‌کننده‌ها، نگهدارنده‌ها، عوامل ضد الکتریسیته ساکن و لاتکس مصنوعی می‌شوند.

پخش‌کننده پوشش: این ماده مهمترین افزودنی در پوشش‌ها است که بیشتر آنها سورفکتانت هستند. عملکرد آن به شرح زیر است: 1. به ذرات رنگدانه بار الکتریکی می‌دهد و باعث می‌شود که آنها با یکدیگر نیروهای دافعه ایجاد کنند. 2. با پوشاندن سطح ذرات رنگدانه، به عنوان یک کلوئید محافظ عمل می‌کند. 3. یک حالت ویسکوزیته بالا در اطراف ذرات ایجاد می‌کند تا از تجمع چندین ذره جلوگیری کند. اولین پخش‌کننده‌های مورد استفاده فسفات‌ها، پلی سیلیکات‌ها، دی آمونیوم هیدروژن فسفات، محصول تراکم اسید بنزن سولفونیک و فرمالدئید، کازئین، رزین عربی و غیره بودند. سدیم هگزامتافسفات، سدیم پیروفسفات و سدیم تترافسفات معمولاً به عنوان پخش‌کننده در پوشش‌های با محتوای جامد کم استفاده می‌شوند. در پوشش‌های با درصد جامد بالا، معمولاً از دیسپرس‌کننده‌های آلی با وزن مولکولی بالا مانند محلول پلی‌اکریلات سدیم، پلی‌متاکریلات سدیم و مشتقات آن، محلول نمک دی‌سدیم کوپلیمر دی‌ایزوبوتیلن مالئیک انیدرید و همچنین آلکیل‌فنول پلی‌اکسی‌اتیلن اتر و الکل چرب پلی‌اکسی‌اتیلن اتر استفاده می‌شود.

کف زدا: کف اغلب در فرآیند آماده سازی و پوشش پوشش تولید می شود و کف زدا باید اضافه شود. عمدتاً الکل های بالاتر، استرهای اسید چرب، تری بوتیل فسفات، تری پروپیل فسفات و غیره وجود دارد.

روان‌کننده: به منظور بهبود سیالیت و روان‌کنندگی پوشش‌های کاغذی، افزایش چسبندگی، ایجاد صافی و درخشندگی پوشش‌های کاغذی، افزایش انعطاف‌پذیری، جلوگیری از ترک‌خوردگی و بهبود قابلیت چاپ کاغذ پوشش‌دار، می‌توان روان‌کننده‌ها را اضافه کرد. پرکاربردترین روان‌کننده‌ها در حال حاضر سورفکتانت‌های صابون فلزی محلول در آب هستند که با استئارات کلسیم نشان داده می‌شوند و روان‌کننده‌های محلول در آب استئارات سدیم نیز تأثیر قابل توجهی دارند. هیدروکربن‌های پارافین و آمین‌های اسید چرب نیز می‌توانند به عنوان روان‌کننده استفاده شوند.

مواد نگهدارنده: برخی از چسب‌های طبیعی مستعد تخریب و رشد کپک هستند، بنابراین باید خارهای ضد خوردگی به پوشش‌های کاغذی اضافه شود. سورفکتانت‌های کاتیونی آمونیوم چهارتایی، ترکیبات حلقوی فلوئوردار، ترکیبات آلی برم و گوگرد، N - (2-بنزیمیدازولیل) کاربامات (کاربندازیم) و غیره به طور گسترده در پوشش‌های کاغذی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

عامل آنتی استاتیک: با افزودن اکتادسیل تری متیل آمونیوم فلوراید، پلی اکسی اتیلن سوربیتان استر، آلکیل فنول پلی اکسی اتیلن اتر فسفات، پلی استایرن سولفونات و غیره به فرمول پوشش، می‌توان به کاغذ خواص آنتی استاتیک بخشید.

لاتکس مصنوعی: لاتکس مصنوعی یک چسب پوششی مهم است. در فرآیند تهیه لاتکس مصنوعی، سورفکتانت‌ها نقش مهمی به عنوان امولسیفایرها، پراکنده‌کننده‌ها، تثبیت‌کننده‌ها و غیره ایفا می‌کنند.
#تولیدکننده مواد شیمیایی#
#کمکی نساجی#
#مواد شیمیایی نساجی#
#نرم_کننده_سیلیکونی#
#تولیدکننده سیلیکون#