1. 소개
건조 강도 증강제는 제지 공정에서 가장 일반적으로 사용되는 기능성 첨가제 중 하나입니다. 이러한 첨가제는 셀룰로스 섬유 사이의 수소 결합을 강화하여 종이 시트의 전반적인 강도를 향상시킵니다. 품질이 낮은 재활용 펄프의 사용량 증가, 물 재활용률 증가, 기계 속도 증가, 그리고 종이와 판지의 최종 용도 요건이 더욱 다양화됨에 따라, 건조 강도 증강제, GPAM, 양이온 전분과 같은 다양한 유형의 강도 증강제가 필요한 강도 사양을 충족하는 데 필수적이 되었습니다.
종이의 강도에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다.
- 개별 섬유의 본질적인 강도,
- 섬유간의 결합강도,
- 섬유 엉킴으로 인한 마찰 강도.
건조 강도 강화제는 섬유에 고정되어 시트 형성 및 건조 중에 수소 결합 가능성을 높이고 섬유 사이의 접촉 면적을 확대하여 종이의 강도를 향상시킵니다.
2. 일반적인 유형: 전분 및 PAM
널리 사용되는 건조지력제로는 전분(주로 양이온성 전분이지만, 음이온성, 양쪽성, 그래프트 공중합, 비이온성 전분도 포함)과 폴리아크릴아미드(PAM)가 있습니다. 이온 특성에 따라 PAM은 다음과 같이 분류할 수 있습니다.
- 음이온 PAM
- 양이온 PAM
- 양쪽성 PAM
양쪽성 PAM은 다음과 같이 더 세분화될 수 있습니다.
- Mannich 유형 PAM
- 호프만형 PAM
- 공중합체형 PAM
분자량, 구조, 이온 그룹 함량 및 분포의 차이로 인해 다양한 응용 시나리오가 발생합니다.
3. 비교 분석: PAM 대 전분
전분은 카사바, 옥수수, 감자 등의 원료에서 추출한 천연 고분자입니다. 사용 전에 산화 또는 이온 치환 등 화학적으로 변형해야 합니다. 일반 양이온 전분은 강도 향상 효과가 미미하며, 사용 전에 젤라틴화 과정을 거쳐야 합니다. 치환도가 높은 전분은 강도 향상에 더 효과적이지만, COD/BOD 수치를 높여 폐수 처리 비용을 증가시키고 미생물 증식으로 인한 부패를 유발할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 전분은 PAM보다 비용 효율적입니다.
PAM은 더욱 광범위한 적용 범위를 제공합니다. 양쪽성 공중합체 유형의 PAM은 특히 다재다능하여 다양한 제지 조건에서 맞춤형 분자 구조와 성능 안정성을 제공합니다. PAM은 종이 강도 향상 외에도 다음과 같은 이점을 제공합니다.
- 와이어 섹션의 배수를 향상시킵니다.
- 미세 입자와 필러의 유지력을 높여줍니다.
- 프레스 섹션의 청결성과 작동성을 향상시킵니다.
- 건조 구역의 증기 소비를 줄입니다.
4. 양쪽성 공중합체 PAM 설계
의 디자인 양쪽성 공중합체 PAM 각 제지 시스템의 고유한 특성을 고려해야 합니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다.
- 이온성 단량체의 양 및 유형(예: 이타콘산, 음이온성인 경우 아크릴산) DMDAAC, AETAC, METAC(양이온용)
- 이온 작용기 그룹의 분포(선형 구조 대 네트워크 구조).
잘 설계된 PAM 제형은 맞춤형 성능으로 종이 강도를 효과적으로 높일 수 있습니다.
5. 사용 고려 사항
사용 전 양쪽성 PAM은 공업용수나 수돗물을 사용하여 균등하게 희석해야 합니다. 다른 화학물질(예: 명반, 변성 전분, 사이징제, 유지 보조제)을 첨가하는 순서는 최종 종이 강도에 영향을 미칠 수 있으므로 신중하게 최적화해야 합니다.
PAM은 점도가 높으므로 연속 희석 시스템을 사용하여 도포해야 합니다. 원액은 실온에서 최대 6개월까지 안정하지만, 희석 후에는 pH 변화 및 장기 보관에 민감하게 반응하여 성능이 저하될 수 있습니다.
중요한 취급 지침:
- PAM을 농축된 형태로 다른 화학 물질과 혼합하지 마십시오.
- 스테인리스 스틸, PVC 또는 FRP(섬유 강화 플라스틱) 장비를 사용하십시오. 탄소강은 피하십시오.
- 최적의 결과를 얻으려면 적절한 희석과 통제된 첨가가 중요합니다.
