1. Введение
Агенты, повышающие прочность в сухом состоянии, являются одними из наиболее часто используемых функциональных добавок в процессе производства бумаги. Эти добавки усиливают водородные связи между волокнами целлюлозы, тем самым повышая общую прочность бумажного полотна. С ростом использования переработанной целлюлозы (качество которой зачастую ниже), а также с ростом объемов переработки воды, повышением скорости машин и расширением требований к конечному использованию бумаги и картона, различные типы агентов, повышающих прочность в сухом состоянии, такие как агенты, повышающие прочность в сухом состоянии, ГПАМ и катионный крахмал, стали необходимыми для достижения требуемых прочностных характеристик.
К основным факторам, влияющим на прочность бумаги, относятся:
- Внутренняя прочность отдельных волокон,
- Прочность связи между волокнами,
- Прочность на трение, обусловленная спутыванием волокон.
Агенты для повышения прочности в сухом состоянии закрепляются на волокнах, повышая потенциал образования водородных связей во время формирования и сушки листа, а также увеличивая площадь контакта между волокнами, что приводит к повышению прочности бумаги.
2. Распространенные типы: крахмал и ПАМ
Широко используемые в сухом состоянии добавки для повышения прочности включают крахмал (в основном катионный, а также анионные, амфотерные, привитые сополимеризованные и неионогенные) и полиакриламид (ПАМ). По ионным свойствам ПАМ можно классифицировать следующим образом:
- Анионный ПАМ
- Катионный ПАМ
- Амфотерный ПАМ
Амфотерные ПАМ можно разделить на:
- ПАМ типа Манниха
- PAM типа Хофмана
- ПАМ сополимерного типа
Различия в молекулярной массе, структуре, содержании и распределении ионных групп обуславливают различные варианты применения.
3. Сравнительный анализ: ПАМ и крахмал
Крахмал – это природный полимер, получаемый из таких источников, как маниока, кукуруза и картофель. Перед использованием его необходимо химически модифицировать – окислить или ионно заместить. Обычный катионный крахмал обеспечивает лишь умеренное повышение прочности и требует желатинизации перед использованием. Высокозамещенные крахмалы более эффективны для повышения прочности, но крахмал может способствовать повышению уровня ХПК/БПК, увеличивая затраты на очистку сточных вод и вызывая порчу из-за роста микроорганизмов. Тем не менее, крахмал более экономически эффективен, чем полиакриламидные амины (ПАМ).
Полиакриламидные смолы (ПАМ) обладают более широким спектром применения. Амфотерные сополимерные ПАМ особенно универсальны, позволяя создавать индивидуальные молекулярные структуры и обеспечивать стабильность характеристик в различных условиях производства бумаги. Помимо повышения прочности бумаги, ПАМ также:
- Улучшает дренаж в сечении провода,
- Увеличивает задержание мелких фракций и наполнителей,
- Улучшает чистоту и работоспособность прессовой части,
- Снижает расход пара в сушильной части.
4. Разработка амфотерного сополимера ПАМ
Конструкция амфотерный сополимер ПАМ Необходимо учитывать особенности каждой системы производства бумаги. Ключевые параметры включают:
- Количество и тип ионных мономеров (например, итаконовая кислота, акриловая кислота для анионных); ДМДААК, AETAC, METAC для катионных),
- Распределение ионных функциональных групп (линейные и сетчатые структуры).
Правильно разработанная формула ПАМ способна эффективно повысить прочность бумаги и обеспечить заданные характеристики.
5. Рекомендации по использованию
Перед использованием амфотерный полиакриламид следует равномерно разбавить технической или водопроводной водой. Последовательность добавления других химических веществ (например, квасцов, модифицированного крахмала, проклеивающих веществ, удерживающих добавок) может повлиять на конечную прочность бумаги и должна быть тщательно оптимизирована.
Из-за высокой вязкости ПАМ следует применять с использованием системы непрерывного разбавления. Исходный раствор стабилен при комнатной температуре до шести месяцев, но после разбавления он чувствителен к изменениям pH и длительному хранению, что может привести к снижению его эффективности.
Важные правила обращения:
- Избегайте смешивания ПАМ с другими химическими веществами в концентрированной форме.
- Используйте оборудование из нержавеющей стали, ПВХ или армированного волокном пластика — избегайте углеродистой стали,
- Правильное разбавление и контролируемое добавление имеют решающее значение для достижения оптимальных результатов.
