양이온 폴리아크릴아마이드(CPAM) 소개
양이온성 폴리아크릴아마이드(CPAM)는 제지 산업에서 유지 및 배수 보조제, 응집제, 그리고 건조 강도 증진제로 널리 사용되는 수용성 고분자입니다. 다양한 정도의 양이온 전하를 갖는 선형 고분자로, 제지 공정에서 음전하를 띤 섬유 및 충전제와의 결합에 매우 효과적입니다.
CPAM은 셀룰로스 및 음이온 입자와의 강한 친화성으로 인해 현대 제지 분야에서 필수적인 화학물질이 되었으며, 특히 고속 기계와 향상된 강도와 형성이 필요한 등급에 적합합니다.
제지에서 CPAM의 주요 기능
제지 산업에서 양이온성 폴리아크릴아미드는 여러 가지 중요한 역할을 합니다.
1. 보유 지원
CPAM은 미세 섬유, 충전제(PCC 및 카올린 등) 및 기타 첨가제를 종이 시트에 유지하는 데 도움이 되므로 재료 활용도가 높아지고 비용이 절감됩니다.
2. 배수 보조제
CPAM은 미세 입자를 응집시켜 펄프에서 물을 더 잘 제거하고, 와이어 섹션에서 배수를 가속화하며, 기계 작동성을 개선합니다.
3. 건조 강도 향상제
특정 분자량과 전하 밀도에서 CPAM은 섬유 사이에 수소 결합을 형성하여 건조 강도 향상에도 기여합니다.
이러한 기능은 생산 효율성을 높이고, 종이의 특성을 개선하며, 백수의 고형 폐기물을 최소화하여 환경 부하를 줄이는 데 도움이 됩니다.
적용 조건 및 복용량 지침
최적의 성능을 달성하려면 CPAM을 적절하게 선택하고 적용해야 합니다.
- 일반적인 복용량: 0.01%–0.1% (건조 펄프 기준) 종이 종류 및 기계 상태에 따라 다릅니다.
- 추가 포인트: 일반적으로 헤드박스 앞에 추가하며, 팬 펌프나 믹싱 체스트를 포함한 여러 지점에 추가하기도 합니다.
- 분자량 및 전하: 대부분의 제지 응용 분야에서는 중간에서 높은 양이온 전하를 지닌 저분자량에서 중간 분자량이 선호됩니다.
CPAM을 선택할 때는 펄프 유형(기계적, 화학적), pH 수준(일반적으로 중성에서 약산성), 목표 성능(보존력 대 강도)을 고려해야 합니다.
다른 종이 화학 물질과의 시너지 효과
CPAM은 다른 기능성 화학물질과 함께 사용하면 가장 좋은 성능을 발휘합니다.
- 와 폴리DADMAC(PDADMAC): PolyDADMAC은 주요 응고제이자 전하 중화제 역할을 합니다. CPAM과 함께 사용하면 전하 균형을 개선하고 미립자 및 필러 유지력을 향상시키는 이중 성분 유지 시스템을 형성합니다.
- 탈묵제와 함께: 재활용지 가공에서 CPAM은 탈묵화 화학물질과 결합되어 오염물질 제거를 돕고 광학적 특성을 개선할 수 있습니다.
- 벤토나이트 함유: 미립자 유지 시스템에서 CPAM은 종종 벤토나이트와 함께 사용되어 미세한 입자를 가두고 배수를 개선하는 3차원 네트워크를 형성합니다.
이러한 시너지 효과는 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 전체 화학물질 투여량과 비용도 줄여줍니다.
장점 및 적용 사례
장점
- 낮은 복용량에서도 높은 효율
- 향상된 시트 형성 및 균일성
- 더 나은 보유 및 배수로 인해 기계 속도가 더 빨라집니다.
- 다양한 펄프 및 필러와 호환 가능
- 급류 시스템의 부하 감소 및 화학 폐기물 감소
애플리케이션 예제
- 티슈 & 타월 종이: 미립자를 안정화시켜 부드러움과 형성력을 향상시킵니다.
- 포장 등급: 고속 생산 시 강도와 배수성이 향상됩니다.
- 재활용 보드: 탈묵 중 짧은 섬유와 충전재의 보유력을 높입니다.
한 사례 연구에서는 포장지 공장에서 CPAM과 PolyDADMAC을 사용한 이중 보유 시스템으로 전환한 후 필러 손실이 15% 감소하고 배수율이 10% 증가했다고 보고했습니다.
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