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Dimero di alchil chetene (AKD) è un agente di collatura neutro reattivo ampiamente utilizzato nei sistemi di fabbricazione della carta alcalini e neutri. Come agente di collatura sintetico reattivo alle fibre, l'AKD reagisce con i gruppi ossidrilici della cellulosa in condizioni da neutre ad alcaline, formando legami covalenti. Questa reazione forma un film idrofobico sulla superficie delle fibre, trasformando efficacemente la carta da idrofila a resistente all'acqua.
Meccanismo di dimensionamento AKD
Il dimensionamento dell'AKD prevede tre fasi principali:
- Ritenzione:
Gli additivi di ritenzione cationici vengono utilizzati nella parte umida della macchina continua per migliorare la ritenzione AKD. Un tasso di ritenzione cationico più elevato al primo passaggio contribuisce direttamente a migliori prestazioni di collatura. - Distribuzione:
Durante l'essiccazione, il calore consente all'emulsione AKD di distribuirsi e stendersi uniformemente sulle superfici delle fibre. - Orientamento e fissazione:
Quando la carta si asciuga e viene conservata, l'anello β-lattone dell'AKD reagisce con i gruppi idrossilici della cellulosa, formando legami estere stabili che ancorano l'AKD alle fibre e conferiscono idrofobicità.
Fattori chiave che influenzano l'efficienza del dimensionamento AKD
- Dosaggio di AKD:
Un dosaggio ottimale garantisce il raggiungimento della dimensione desiderata senza sovradosaggio. Un dosaggio eccessivo di AKD può ridurre l'attrito superficiale, causando slittamento. - Sistema di ritenzione:
I sistemi di ritenzione efficaci dovrebbero mantenere la ritenzione al primo passaggio tra il 75 e l'85%. Si consiglia il PAM cationico con elevato peso molecolare e bassa densità di carica. - Conservazione e stabilità:
- Negozio Emulsioni AKD al di sotto dei 30°C e proteggere dal gelo.
- Una volta diluito, utilizzare entro 48 ore per evitare l'idrolisi.
- Le temperature elevate in estate possono aumentare il consumo di AKD a causa delle perdite per idrolisi.
- Utilizzo dell'allume:
Sebbene il solfato di alluminio sia un catturatore di rifiuti anionici (ATC) conveniente, è fondamentale un attento controllo del pH. - Livelli di pH:
- L'AKD è inefficace a pH < 6.
- Il dimensionamento ottimale si verifica tra pH 6.7 e 7.5.
- Al di sopra di un pH pari a 8, l'efficienza di dimensionamento aumenta più lentamente a causa della più rapida idrolisi dell'AKD.
- Potenziale Zeta:
Mantenere l'equilibrio della carica del sistema utilizzando ATC come l'allume o il cloruro di polialluminio. - Punto di addizione e sequenza:
- Aggiungere AKD dopo la diluizione della polpa e prima dei riempitivi per ridurre l'idrolisi e favorire l'assorbimento delle fibre.
- I riempitivi assorbono quasi il 100% dell'AKD, mentre le fibre ne trattengono solo il 10%.
- Per evitare danni da taglio, è necessario aggiungere PAM cationico in prossimità della cassa d'afflusso.
- Additivi incompatibili:
Tensioattivi come antischiuma o i detergenti in feltro possono interferire con la misurazione AKD. - Stagionatura e essiccazione:
- Un'asciugatura adeguata accelera l'orientamento e la fissazione dell'AKD.
- Aumentare la temperatura del cilindro essiccatore oltre i 95°C per migliorare l'efficienza della reazione.
- Anche la stagionatura artificiale o l'invecchiamento ambientale favoriscono lo sviluppo completo delle dimensioni.
- Umidità in eccesso nella carta da bobina:
Un elevato contenuto di umidità nella bobina può ritardare la polimerizzazione e influire sulle prestazioni di dimensionamento.
Conclusione
Sebbene molteplici fattori influenzino le prestazioni dell'AKD, un attento controllo delle condizioni di processo può sfruttare appieno i vantaggi della collatura neutra dell'AKD, migliorando la resistenza all'acqua, consentendo la produzione di carta alcalina e migliorando la qualità della carta.
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