AKDのサイズ設定の複雑さ

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まず、相互作用の観点からAKDのサイズ決定問題の複雑さについてお話ししましょう。ウェットエンド化学における相互作用は、化学反応、コロイド反応、および水和反応の3つのタイプに分けられます。

相互作用、物理化学的相互作用である。AKDサイジングの特徴は、これら3つの相互作用だけでなく、化学反応や相互作用も考慮される点である。

特に複雑です。得られた情報に基づき、AKDのサイズを決定する際に考慮すべき化学反応は以下のとおりであると考えられます。

(1)AKDと水との反応(AKDの加水分解反応、図1参照)。

(2)AKDと繊維の反応(図2参照)

(3)AKDとデンプン乳化剤との反応(図は省略しているが、図2と同様とみなせる)

(4)AKDと乳化促進剤およびその他の微量物質との反応

(5)AKD加水分解中間生成物によって引き起こされるその他の反応。

(6)AKDポリマーによって引き起こされるその他の反応。

つまり、AKDのサイズは非常に複雑です

 

相互作用の観点から分析します。AKDの加水分解反応の模式図

図1. AKDの加水分解反応の模式図(二酸化炭素除去前はβ-ケト酸反応中間体)

AKDとセルロースの反応の模式図

図2. AKDとセルロースの反応(β-ケトエステル生成)の模式図

水平的に、AKD を、乾燥強度向上剤や保持剤などの実際のウェットエンド化学添加剤の同じカテゴリと比較すると、後者は一般に実際の化学反応を伴わず、物理化学的相互作用は基本的に伴わないため、AKD のサイズ設定の複雑さをよりよく理解できます。

しかし、AKDの反応機構に関するこれまでの研究は、反応(1)と(2)のみに焦点を当てたものがほとんどであり、説明力が不十分であることは当然である(サイジング不足、サイジングの消失、サイジングの逆転など、さまざまな問題の根本原因が不明である)。

他の反応を見てみましょう。反応(3)については、優れた研究がいくつか行われています。しかしながら、体系的に考えるには、まだ多くの課題が残されています(特記事項:この意見が間違っている場合は、いつでも訂正します)。また、反応(4)も考慮する必要があります(少なくとも無視すべきではありません)。その論理は実際には反応(3)と同じです。乳化促進剤などの微量物質も、AKDと反応できる活性水酸基やアミン基を持っている可能性があるためです。反応(5)は、AKD加水分解の中間生成物によって引き起こされる副反応です。簡単な例として、図1に示す中間生成物(ベータケト酸)がカルシウムイオン、マグネシウムイオンなどの硬度成分と結合し、沈殿物を形成します。最後に、反応(6)は大きなカテゴリーであり、誰もがよく知らないAKDポリマーに焦点を当てています。このポリマーの生成メカニズムを図3に示します。

AKDマルチマーの形成の模式図

図3. AKD多量体の形成の模式図(AKD原料の合成時に生成される可能性がある)

 

AKDポリマーは主にAKD原料から生成されますが、少量はAKDの応用プロセスに由来する可能性があります(結論は定かではありません。より明確な記述があれば、訂正のメッセージを残します)。図3からわかるように、このポリマーはカルボキシル基を有しているため、他の付随反応も起こりやすいです。

今では誰もが AKD アプリケーションの複雑さを以前よりも深く理解していると思いますが、新たな問題も発生しています。このような複雑な問題に直面して私たちは何をすべきでしょうか?

もちろん、答えは合理的に単純化することです(反応(1)と(2)だけを考えると、それは単純化しすぎていて合理的ではありません)。

合理的な簡略化方法の一つは、反応生成物を分類することです。実際には、図1に示すように繊維と反応しないAKDは非結合型AKD(非結合型AKD、略してUAKDと表記)と呼ばれ、図2に示すように繊維と反応するAKDは結合型AKD(結合型AKD、略してBAKDと表記)と呼ばれます。もちろん、より厳密に言えば、繊維をデンプンに置き換えてUAKDとBAKDのXNUMXつの部分に分けることもできます。紙中のUAKDとBAKDの含有量を個別に測定することで、AKDのサイズ機構をより深く理解できるはずです。

 

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