 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
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. [1]
Химические вещества, используемые в производстве бумаги [ править ]
| 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 | Оксид 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 | Подпиточный химикат при восстановлении химикатов щелочной варки (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 варочном щелоке из крафт-бумаги / сульфата |
| 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 |
Целлюлоза [ править ]
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 . [2]
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 [ править ]
При производстве белой бумаги древесную массу отбеливают, чтобы удалить любой цвет из следовых количеств лигнина, которые не были извлечены в процессе химической варки целлюлозы. Существуют 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 . [3]
- При отбеливании без хлора используются кислород и перекись водорода . Это наиболее экологически чистый процесс, поскольку он устраняет все хлорированные загрязнители. [4]
Размер [ править ]
Большинство типов бумаги должны обладать некоторой водостойкостью, чтобы поддерживать определенное качество письма и пригодность 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 ).
Усиление [ править ]
Влажная прочность [ править ]
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 [ править ]
Добавки, повышающие прочность в сухом состоянии, или вещества, 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 [ править ]
Связующие способствуют связыванию частиц пигмента между собой и слоем покрытия бумаги. [5] Связующие представляют собой сферические частицы диаметром менее 1 мкм. Обычными связующими являются сополимер стирола и малеинового ангидрида или сополимер стирола и акрилата. [6] Поверхность химический состав отличается от адсорбции из акриловой кислоты или анионного поверхностно -активного вещества , оба из которых используются для стабилизации дисперсии в воде. [7] Совместные связующие или загустители, как правило, представляют собой водорастворимые полимеры, которые влияют на вязкость цвета бумаги, водоудержание, проклейку и глянец. Вот 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 [ править ]
Минеральные наполнители используются для снижения расхода более дорогих связующих материалов или для улучшения некоторых свойств бумаги. [8] Китайская глина , карбонат кальция, диоксид титана и тальк являются обычными минеральными наполнителями, используемыми в производстве бумаги.
Хранение [ править ]
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 [ править ]
Пигменты [ править ]
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 используется комбинация пигментов и оптического осветлителя. Чаще всего используются пигменты синего и фиолетового цветов.
Оптически осветляющий агент [ править ]
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 осветлитель 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). [9]
См. Также [ править ]
- Удаление краски из переработанной бумаги
- Химия поверхности бумаги
- Органосольв (техника варки)
Ссылки [ править ]
- ^ Рудольф Патт и др. «Бумага и целлюлоза» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a18_545.pub4
- ^ Управление по обращению с воздухом и отходами; Управление планирования и стандартов качества воздуха (август 1977 г.). «10 Деревообработка». В Ларе, Томас (ред.). Сборник коэффициентов выбросов загрязнителей воздуха (PDF) (3-е изд.). Парк Исследовательского Треугольника, Северная Каролина 27711: Агентство по охране окружающей среды США. п. 419. ISBN 978-1-249-50100-8. Проверено 7 сентября 2015 года .CS1 maint: location ( ссылка )
- ^ Эффективные химикаты для целлюлозно-бумажной промышленности (PDF) (Отчет). Гётеборг, Швеция: EKA Chemicals / Akzo Nobel. 2011. с. 2.
- ^ «7.3.9. Полностью бесхлорное отбеливание бумажной крафт-целлюлозы» . Дополнительный технический документ по разработке руководящих принципов и стандартов по ограничению сбросов для категории целлюлозы, бумаги и картона (отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Октябрь 1997. С. 7–26. EPA-821-R-97-011.
- ^ Fardim, Педро (2000). «Бумага и химия поверхности, часть 1 - химия поверхности волокна и влажного конца». Институт Quimica : 1–14.
- ^ Fardim, Педро (2000). «Бумага и химия поверхности. Часть 2 - Покрытие и пригодность для печати». Институт Quimica : 1–13.
- ^ Гранье (1994). «Адгезия латексных частиц к неорганическим поверхностям». Таппи Дж . 77 (5): 419.
- ^ «Исследование рынка: наполнители (3-е издание)» . Черезана. Январь 2014 . Проверено 7 сентября 2015 года .
- ^ Хэ Ши, Хунбинь Лю, Юнхао Ни, Чжирунь Юань, Сюэцзюнь Цзоу, Яцзюнь Чжоу (2012). «Обзор: Использование оптических отбеливающих агентов (OBA) в производстве бумаги, содержащей целлюлозу с высоким выходом» . Биоресурсы . 7 (2): 2582–2591.CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
Внешние ссылки [ править ]
- Список химикатов, используемых в производстве целлюлозы и бумаги
| vтеБумага | |
|---|---|
| |
| Типы |
|
| Материалы |
|
| Характеристики |
|
| Производство и обработка |
|
| Промышленность |
|
| |
Категория
Commons
