انتقل إلى المحتوى 
1. تركيب AKD
1.1 تحضير كلوريد الحمض
المادة الخام ل AKD (ثنائي ألكيل كيتين) من الدرجة الصناعيةكلوريد الثيونيل، المستخدم عادةً في صناعة الورق، هو عادةً خليط من الأحماض الدهنية المشبعة. يُنتَج كلوريد الحمض بتفاعل هذه الأحماض الدهنية مع كلوريد الثيونيل، كما هو موضح في التفاعل التالي:
نظراً لصعوبة فصل الأحماض العضوية الفردية، إذ قد يحتوي مصدر دهني طبيعي واحد على خمسة أحماض مختلفة على الأقل، وأحياناً يصل عددها إلى اثني عشر حمضاً، فإن المادة الخام المستخدمة في صناعة الورق عادةً ما تكون خليطاً من نظائر حمض الستياريك (C₁₈H₃₆O₂). يشير شمعا "1840" و"1865" إلى محتوى حمض الستياريك بنسبة 40% و65% على التوالي.
1.2 تكوين وسيط الكيتين
يتفاعل كلوريد الحمض مع ثلاثي إيثيل أمين، مما يؤدي إلى إزالة كلوريد الهيدروجين وتشكيل وسيط كيتيني غير مستقر:
1.3 تكوين ثنائي الترابط عبر تكوين اللاكتونات داخل الجزيء
يتعرض الكيتين غير المستقر للتكثيف بين الجزيئات لتكوين حلقة لاكتون، مما يؤدي إلى جزيء AKD النهائي - ومن هنا جاء اسم "ثنائي كيتين الألكيل":
يمكن أيضًا التعبير عن التركيب الجزيئي لـ AKD على النحو التالي:
2. استحلاب AKD
2.1 تحضير المستحلب
تُثبَّت مستحلبات AKD عادةً باستخدام النشا الكاتيوني والمستحلبات البوليمرية. يُنتَج النشا الكاتيوني بتفاعل نشا التابيوكا مع عوامل الأثير.
مستحلب البوليمر الشائع هو بولي دادماك (بولي (ثنائي أليل ثنائي ميثيل أمونيوم كلوريد)):
2.2 عملية استحلاب AKD
استحلاب AKD هو عملية تشتت فيزيائية، حيث يتم تشتيت الشمع الكاره للماء في الماء لتشكيل مستحلب مستقر.
تشمل الخطوات الرئيسية ما يلي:
-
التسخين لإذابة شمع AKD
-
إضافة المستحلبات
-
تطبيق الخلط والتجانس عالي القص
-
تبريد المستحلب
-
إضافة كبريتات الألومنيوم والمثبتات والمواد المضافة الأخرى
النتيجة هي مستحلب AKD مشحون إيجابيا
3. مقاسات AKD
3.1 آلية تحديد الحجم
تنشأ نفورية الورق المُقسّم من التفاعل الكيميائي بين AKD والسليلوز. تتكون جزيئات AKD من سلسلة ألكيل كارهة للماء وحلقة لاكتون محبة للماء. ألياف السليلوز محبة للماء بطبيعتها بسبب وجود العديد من مجموعات -OH. عندما يتفاعل AKD مع هذه المجموعات، تلتصق السلاسل الكارهة للماء بالسطح، مما يجعل الورق مقاومًا للماء.
يثبت التفاعل أحد طرفي جزيء AKD على الألياف بينما تتجه السلسلة الألكيلية إلى الخارج، مما يشكل سطحًا كارهًا للماء
3.2 عملية تحديد المقاسات
تتضمن عملية تحديد حجم AKD ثلاث مراحل رئيسية:
-
الامتصاص: تُمتَصُّ جزيئات AKD على أسطح الألياف، كما هو الحال مع احتباس الحشو. يحدث هذا في قسم التشكيل.
-
الذوبان والانتشار: أثناء التجفيف، يذوب AKD (فوق نقطة انصهاره) وينتشر في الألياف.
-
التفاعل الكيميائي: يتفاعل AKD مع مجموعات -OH على السليلوز، مُشكِّلاً روابط إسترية تساهمية. هذا التفاعل البطيء أساسي لفعالية التحجيم الداخلي.
4. عوامل التطبيق الرئيسية
4.1 التحكم في درجة الحموضة والقلوية
يعتمد تفاعل التحجيم على حلقة اللاكتون في AKD. تنفتح الحلقة في ظروف تتراوح بين المتعادلة والقلوية، متفاعلةً مع مجموعات الألياف -OH لتكوين الإسترات. مع ذلك، يُسرّع الرقم الهيدروجيني الزائد التحلل المائي، مما يُقلل من كفاءة التحجيم.
-
الرقم الهيدروجيني الأمثل للتفاعل: 6.0–8.0
-
درجة الحموضة الموصى بها للنظام: 7.5-8.5
-
درجة حموضة التخزين لمستحلب AKD: 2.5–3.5
عندما يتجاوز الرقم الهيدروجيني 8، تزداد عملية التحلل المائي. يعمل الرقم الهيدروجيني الأقل من 6 على إعاقة تفاعل التحجيم ولكنه يساعد في استقرار التخزين.
القلوية الموصى بها (كسعة تخزين): 50-200 جزء في المليون
يساعد هذا في الحفاظ على درجة الحموضة مستقرة عند إضافة مستحلب AKD الحمضي إلى النظام.
4.2 التحكم في درجة الحرارة
تؤثر درجة الحرارة على كل من استقرار مستحلب AKD وكفاءة التفاعل:
-
مستحلبات AKD عبارة عن معلقات غير مستقرة ترموديناميكيًا.
-
تؤدي درجة الحرارة المرتفعة إلى زيادة خطر اصطدام الجسيمات وتجمعها.
-
يساعد التنافر الكهروستاتيكي من الجسيمات الكاتيونية في الحفاظ على استقرار المستحلب.
عند درجات الحرارة المرتفعة، قد تقشر جزيئات AKD أو تترسب، ولكن هذا لا يعود بالضرورة إلى التحلل المائي. ولأن التحلل المائي طارد للحرارة، فقد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تحول التوازن نحو تكوين الإستر.
القيم الموصى بها:
-
درجة حرارة التخزين: 5–30 درجة مئوية
-
درجة حرارة النظام: 45-50 درجة مئوية
-
نقطة انصهار AKD: ~45–55 درجة مئوية
-
درجة حرارة قسم المجفف: ≥60 درجة مئوية (للتفاعل الكامل والانتشار)
لتحقيق أقصى قدر من الاحتفاظ والأداء:
-
أضف AKD بالقرب من صندوق الرأس لتجنب الذوبان المبكر.
-
تأكد من درجة حرارة التجفيف ومدة الاحتفاظ الكافية.
5. اختتام
يتطلب تحديد حجم AKD الفعال في الأنظمة المحايدة تحكمًا دقيقًا في درجة الحموضة (pH) والقلوية (Caloidal) ودرجة الحرارة طوال العملية. ويضمن إتقان هذه المعايير تحديد حجم فعال وورقًا عالي الجودة. ولا تزال هناك تحديات في التطبيق والتركيب، مما يتطلب تعاونًا وابتكارًا مستمرين في الصناعة.
