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Qu'est-ce qu'un agent de résistance à sec ?
A agent de résistance à sec Il s'agit d'un additif chimique utilisé en papeterie pour améliorer la résistance à la traction, à l'éclatement et au pliage du papier à l'état sec. Ces agents sont particulièrement importants lorsque le papier contient une forte proportion de fibres recyclées ou de charges minérales, qui ont tendance à affaiblir la liaison entre les fibres de cellulose. En renforçant les liaisons interfibres, les agents de résistance à sec aident les papetiers à répondre aux exigences de qualité les plus strictes sans augmenter significativement le grammage.
Les classifications chimiques des agents de résistance à sec comprennent :
- Amidon cationique – Un amidon modifié d’origine naturelle avec des charges positives qui améliorent la liaison avec les fibres de pâte chargées négativement.
- Polyacrylamide cationique (CPAM) – Un polymère synthétique de poids moléculaire élevé avec de fortes capacités de rétention et de liaison.
- Polyacrylamide anionique (APAM) – Parfois utilisé en combinaison avec des co-additifs cationiques pour des conditions de procédé spécifiques.
- Polyamidoamine–épichlorhydrine (PAE) et polyacrylamide glyoxalé (GPAM) – Résines synthétiques conçues pour des qualités de papier spécifiques où une résistance supplémentaire à l'humidité est également bénéfique.
Mécanisme de travail et principe de renforcement
L'efficacité d'un agent de résistance à sec provient de sa capacité à augmenter les liaisons hydrogène entre fibres de cellulose dans la feuille de papier.
Le mécanisme implique généralement :
- Adsorption – Les groupes cationiques de l’agent de résistance à sec se fixent aux sites anioniques des fibres et des fines de pâte.
- Formation du film – Pendant le séchage, le polymère ou l’amidon forme un film mince entre les fibres, agissant comme un pont qui renforce la structure de la feuille.
- Amélioration des liaisons hydrogène – Les groupes fonctionnels tels que l’hydroxyle (-OH), l’amide (-CONH₂) ou les aldéhydes glyoxal améliorent les interactions au niveau moléculaire entre les fibres.
En améliorant la liaison interfibres sans ajouter de pâte supplémentaire, les agents de résistance à sec peuvent aider à maintenir les qualités de papier léger tout en obtenant des performances supérieures.
Applications dans différentes qualités de papier
Les agents de résistance à sec sont largement utilisés dans diverses qualités de papier et de carton, notamment :
- Papier culturel (qualités d'impression et d'écriture)
- Améliore la résistance à la traction et l'endurance au pliage pour des opérations d'impression fluides.
- Permet une charge de remplissage plus élevée sans compromettre l'intégrité de la feuille.
- Papier et carton d'emballage
- Améliore test d'écrasement annulaire (ECR) et écrasement des bords (ECT) pour les supports ondulés et les cartons de couverture.
- Améliore les performances de conversion et la résistance à la compression de la boîte.
- Papier de soie et essuie-tout
- Offre de la résistance tout en conservant douceur et capacité d'absorption.
- Prend en charge le fonctionnement de la machine à mouchoirs à grande vitesse.
- Catégories spécialisées
- Le papier filtre, le papier pour étiquettes et les stratifiés décoratifs bénéficient d'une résistance améliorée à la traction et à l'éclatement.
Synergie avec d'autres produits chimiques utilisés dans la fabrication du papier
Les agents de résistance à sec fonctionnent souvent mieux lorsqu'ils sont utilisés en combinaison avec d'autres additifs :
- AGENTS DE CALIBRAGE (AKD, ASA, dimensionnement de surface)
- Améliore la résistance à l'eau tout en maintenant la résistance de la feuille.
- Les agents de résistance à sec garantissent que les produits chimiques d'encollage sont retenus efficacement dans la feuille.
- Résines résistantes à l'humidité (PAE, MF)
- Dans les catégories nécessitant une durabilité à la fois sèche et humide (par exemple, carton d'emballage de liquides, essuie-tout), les agents de résistance à sec et humide se complètent.
- Aides à la rétention et au drainage (PolyDADMAC, Systèmes CPAM)
- Améliore la rétention des particules fines et des charges, permettant une meilleure répartition du polymère de résistance à sec dans le réseau de fibres.
- Produits chimiques de désencrage
- Lors de la production de papier recyclé, les agents de résistance à sec aident à compenser la perte de potentiel de liaison des fibres due à la cornification des fibres.
Lignes directrices pour la sélection des produits
Lors du choix d'un agent de résistance à sec, les fabricants de papier doivent prendre en compte :
- Type de fibre – La fibre vierge nécessite généralement un dosage inférieur à celui de la fibre recyclée.
- pH et conditions de procédé – L’amidon cationique et le CPAM fonctionnent bien dans les systèmes neutres à alcalins ; le GPAM et le PAE ont une stabilité de pH plus large.
- Optimisation du dosage – Les niveaux d’utilisation typiques varient de 0.2 % à 1.0 % du poids de la pâte sèche, selon la qualité et les propriétés cibles.
- Compatibilité – Assurez-vous que l’agent de résistance à sec est compatible avec d’autres additifs humides pour éviter la formation de dépôts ou la perte de performances.
- Objectifs de durabilité – Les amidons cationiques biosourcés sont privilégiés par les usines qui visent une production respectueuse de l’environnement et une utilisation réduite de polymères synthétiques.
Comparaison
| Type | Origine | Type de charge | Principaux avantages | Utilisation typique |
|---|---|---|---|---|
| Amidon cationique | Naturel (maïs, pomme de terre, tapioca) | Cationique | Renouvelable, rentable, bonne formation de film | Culturel, emballage, tissu |
| CPAM | Polymère synthétique | Cationique | Haute efficacité à faible dosage, excellente rétention | Cartons recyclés à haute teneur en charges |
| GPAM | Polymère synthétique | Anionique | Fonctionne dans des conditions acides, offre une résistance à la fois sèche et humide temporaire | Papiers spéciaux |
| Résine PAE | Polymère synthétique | Cationique | Forte résistance permanente à l'état humide, gain modéré de résistance à sec | Emballage de liquide, mouchoir en papier |
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