1. Introdução
Agentes de resistência a seco estão entre os aditivos funcionais mais comumente utilizados no processo de fabricação de papel. Esses aditivos aumentam as ligações de hidrogênio entre as fibras de celulose, melhorando assim a resistência geral da folha de papel. Com o uso crescente de celulose reciclada — cuja qualidade costuma ser inferior — e maiores taxas de reciclagem de água, velocidades de máquina mais altas e requisitos de uso final mais diversificados para papel e papelão, diferentes tipos de agentes de resistência, como agentes de resistência a seco, GPAM e amido catiônico, tornaram-se essenciais para atender às especificações de resistência necessárias.
Os principais fatores que afetam a resistência do papel incluem:
- A força intrínseca das fibras individuais,
- A força de ligação entre as fibras,
- Resistência ao atrito devido ao emaranhamento das fibras.
Os agentes de resistência a seco funcionam ancorando-se nas fibras, aumentando o potencial de ligação de hidrogênio durante a formação e secagem da folha e ampliando a área de contato entre as fibras, resultando em maior resistência do papel.
2. Tipos comuns: Amido e PAM
Agentes de resistência a seco amplamente utilizados incluem amido (principalmente amido catiônico, mas também tipos aniônico, anfotérico, copolimerizado por enxerto e não iônico) e poliacrilamida (PAM). Com base em suas propriedades iônicas, o PAM pode ser classificado como:
- PAM aniônico
- PAM catiônico
- PAM anfotérico
O PAM anfotérico pode ser dividido em:
- PAM tipo Mannich
- PAM tipo Hofmann
- PAM tipo copolímero
Diferenças no peso molecular, estrutura e conteúdo e distribuição do grupo iônico dão origem a vários cenários de aplicação.
3. Análise Comparativa: PAM vs. Amido
O amido é um polímero natural derivado de fontes como mandioca, milho e batata. Ele deve ser quimicamente modificado — oxidado ou substituído ionicamente — antes do uso. O amido catiônico comum proporciona apenas um aumento moderado na resistência e requer gelatinização antes do uso. Amidos altamente substituídos são mais eficazes no aumento da resistência, mas o amido pode contribuir para altos níveis de DQO/DBO, aumentando os custos do tratamento de águas residuais e causando deterioração devido ao crescimento microbiano. No entanto, o amido é mais econômico do que o PAM.
O PAM oferece uma gama de aplicações mais ampla. Os PAMs do tipo copolímero anfotérico são particularmente versáteis, permitindo estruturas moleculares personalizáveis e estabilidade de desempenho sob diversas condições de fabricação de papel. Além de melhorar a resistência do papel, o PAM também:
- Melhora a drenagem na seção do fio,
- Aumenta a retenção de finos e enchimentos,
- Melhora a limpeza e a operacionalidade da seção de prensa,
- Reduz o consumo de vapor na seção de secagem.
4. Projetando o copolímero anfotérico PAM
O projeto de copolímero anfotérico PAM deve considerar as características específicas de cada sistema de fabricação de papel. Os principais parâmetros incluem:
- Quantidade e tipo de monômeros iônicos (por exemplo, ácido itacônico, ácido acrílico para aniônicos; DMDAAC, AETAC, METAC para catiônico),
- Distribuição de grupos funcionais iônicos (estruturas lineares vs. de rede).
Uma formulação de PAM bem projetada pode efetivamente aumentar a resistência do papel com desempenho personalizado.
5. Considerações de uso
Antes do uso, o PAM anfotérico deve ser diluído uniformemente com água industrial ou de torneira. A sequência de adição de outros produtos químicos (por exemplo, alúmen, amido modificado, agentes de colagem, auxiliares de retenção) pode afetar a resistência final do papel e deve ser cuidadosamente otimizada.
Devido à sua alta viscosidade, o PAM deve ser aplicado por meio de um sistema de diluição contínua. A solução original é estável à temperatura ambiente por até seis meses, mas, uma vez diluída, é sensível a alterações de pH e ao armazenamento prolongado, o que pode comprometer seu desempenho.
Diretrizes importantes de manuseio:
- Evite misturar PAM com outros produtos químicos em sua forma concentrada,
- Use equipamentos de aço inoxidável, PVC ou FRP (plástico reforçado com fibra) - evite aço carbono,
- A diluição adequada e a adição controlada são essenciais para resultados ótimos.
