تعقيدات تحديد حجم AKD

لنبدأ بالحديث عن تعقيد مشكلة تحديد حجم AKD من منظور التفاعل. نعلم أن تفاعل كيمياء الطرف الرطب ينقسم إلى ثلاثة أنواع: التفاعل الكيميائي، والتفاعل الغرواني.

التفاعل، والتفاعل الفيزيائي والكيميائي. الميزة المميزة لحجم AKD هي أنه لا يقتصر على هذه التفاعلات الثلاثة فحسب، بل يشمل أيضًا التفاعلات الكيميائية والتفاعلات

معقدٌ للغاية. بناءً على المعلومات المُستقاة، نعتقد أن التفاعلات الكيميائية التي يجب مراعاتها عند تحديد حجم AKD هي كما يلي:

(1) التفاعل بين AKD والماء (تفاعل التحلل المائي لـ AKD، انظر الشكل 1)؛

(2) التفاعل بين AKD والألياف (انظر الشكل 2)؛

(3) التفاعل بين AKD ومستحلب النشا (تم حذف الشكل، ويمكن اعتباره مشابهًا للشكل 2)؛

(4) تفاعل AKD مع مسرع الاستحلاب والمواد النزرة الأخرى؛

(5) التفاعلات الأخرى الناجمة عن المنتجات الوسيطة لتحلل AKD؛

(6) التفاعلات الأخرى التي يسببها بوليمر AKD.

لذا، فإن مقاسات AKD متوافقة للغاية

من منظور التفاعل.

الشكل 1. مخطط تخطيطي لتفاعل التحلل المائي لـ AKD (قبل إزالة ثاني أكسيد الكربون، يكون تفاعل حمض بيتا كيتو وسيطًا)

الشكل 2. مخطط تخطيطي للتفاعل بين AKD والسليلوز (مُولِّدًا بيتا كيتو إستر)

أفقيًا، إذا قمت بمقارنة AKD مع نفس فئة الإضافات الكيميائية الفعلية ذات النهاية الرطبة مثل عوامل القوة الجافة ومساعدات الاحتفاظ، نظرًا لأن الأخيرة لا تنطوي عمومًا على تفاعلات كيميائية حقيقية، ولا تشارك التفاعلات الفيزيائية الكيميائية بشكل أساسي، فيمكنك تقدير تعقيد تحديد حجم AKD بشكل أفضل.

ومع ذلك، فإن معظم الدراسات السابقة حول آلية تفاعل AKD ركزت فقط على التفاعلات (1) و (2)، وليس من المستغرب أن تكون القوة التفسيرية غير كافية (الأسباب الجذرية للعديد من المشاكل مثل عدم كفاية الحجم، واختفاء الحجم، وعكس الحجم غير واضحة).

دعونا نلقي نظرة على تفاعلات أخرى: كانت هناك بعض الدراسات الجيدة للتفاعل (3). ومع ذلك، للتفكير بشكل منهجي، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به (ملاحظة خاصة: سنصحح هذا الرأي في أي وقت إذا كان خاطئًا). ويجب أيضًا مراعاة التفاعل (4) (على الأقل لا يتم تجاهله)، ومنطقه هو في الواقع نفس التفاعل (3)، لأن محفزات الاستحلاب والمواد النزرة الأخرى قد تحتوي أيضًا على مجموعات هيدروكسيل نشطة أو مجموعات أمين يمكن أن تتفاعل مع AKD. التفاعل (5) هو التفاعل الجانبي الناتج عن المنتج الوسيط لتحلل AKD. مثال بسيط هو أن المنتج الوسيط (حمض بيتا كيتو) الموضح في الشكل 1 يتحد مع أيونات الكالسيوم وأيونات المغنيسيوم ومكونات الصلابة الأخرى، مما يؤدي إلى تكوين رواسب. وأخيرًا، التفاعل (6) هو فئة كبيرة، وينصب تركيزه على بوليمر AKD غير المألوف للجميع. وتظهر آلية تكوين هذا البوليمر في الشكل 3.

الشكل 3. مخطط تخطيطي لتكوين متعددات AKD (قد يتم إنتاجها عند تصنيع المواد الخام AKD)

تُشتق بوليمرات AKD بشكل رئيسي من مواد AKD الخام، وقد يُشتق جزء صغير منها من عملية تطبيق AKD (الاستنتاج غير مؤكد، وسنقوم بتصحيحه في حال وجود بيان أوضح). كما يتضح من الشكل 3، يحتوي البوليمر على مجموعة كربوكسيل، مما يجعله عرضة لتفاعلات عرضية أخرى.

أعتقد أن الجميع لديهم الآن فهم أعمق لتعقيد تطبيقات AKD مقارنة بالماضي، ولكن ظهرت مشاكل جديدة - فماذا يجب أن نفعل في مواجهة مثل هذه المشاكل المعقدة؟

الجواب، بالطبع، هو التبسيط بشكل معقول (إذا كنت تأخذ فقط في الاعتبار التفاعلات (1) و (2)، فهذا تبسيط مفرط وغير معقول).

من طرق التبسيط المعقولة تصنيف نواتج التفاعل. في الواقع، يُطلق على AKD الذي لا يتفاعل مع الألياف، كما هو موضح في الشكل 1، اسم AKD غير المرتبط (AKD غير المرتبط، ويُشار إليه اختصارًا بـ UAKD)، بينما يُطلق على AKD الذي يتفاعل مع الألياف، كما هو موضح في الشكل 2، اسم AKD المرتبط (AKD المرتبط، ويُشار إليه اختصارًا بـ BAKD). وبالطبع، لمزيد من الدقة، يمكن أيضًا تقسيم استبدال الألياف بالنشا إلى قسمين: UAKD وBAKD. سيساعد قياس محتوى UAKD وBAKD في الورق بشكل منفصل على فهم آلية تحجيم AKD بشكل أفضل.