Rozpuszczalny w wodzie środek zwiększający wytrzymałość na sucho o niskiej lepkości

Rozpuszczalny w wodzie środek zwiększający wytrzymałość na sucho o niskiej lepkości jest rozpuszczalnym w wodzie polimerowym środkiem zwiększającym wytrzymałość na sucho, specjalnie zaprojektowanym i opracowanym dla automatycznych systemów dozowania, środowisk niskotemperaturowych i złożonych warunków procesowych nowoczesnych, szybkich maszyn papierniczych. Dzięki precyzyjnej kontroli masy cząsteczkowej (zwykle 100 000–50 000 Da), zoptymalizowanej konstrukcji gęstości ładunku (0,5–1,5 meq/g) i specjalnej technologii stabilizacji roztworów wodnych, produkt osiąga doskonałą równowagę pomiędzy ultraniską lepkością (<500 cP w 25°C) i doskonałą płynnością. Umożliwia to szybką dyspersję, równomierne mieszanie i dokładne dozowanie w mokrej części maszyn papierniczych, a także szybką penetrację włókien w celu zapewnienia efektu wzmacniającego.

Jako ważna część mokrego systemu chemicznego w przemyśle papierniczym, rozpuszczalny w wodzie środek wzmacniający na sucho o niskiej lepkości jest dostarczany w postaci przezroczystego roztworu wodnego od bezbarwnego do bladożółtego. Charakteryzuje się doskonałą płynnością, niskim zużyciem energii pompowania, szybkim rozpuszczaniem, brakiem krzepnięcia w niskich temperaturach, wysoką dokładnością dozowania i dobrą kompatybilnością systemu. Jest szeroko stosowany w szybkich maszynach papierniczych, maszynach do pakowania w tekturę i scenariuszach produkcji papieru wymagających automatycznego sterowania, zdalnego transportu lub przechowywania na zewnątrz w zimie.

Pod względem składu chemicznego i właściwości strukturalnych podstawowa technologia rozpuszczalnego w wodzie środka zwiększającego wytrzymałość na sucho o niskiej lepkości polega na projektowaniu molekularnym kationowego poliakryloamidu o niskiej masie cząsteczkowej i kontroli reologicznej roztworów wodnych. Jego podstawową strukturą jest kopolimer akryloamidu i monomerów kationowych (takich jak DADMAC, DMC). Kontrolując warunki polimeryzacji (stężenie inicjatora, temperaturę reakcji, dawkę środka przenoszącego łańcuch), masa cząsteczkowa jest precyzyjnie kontrolowana w granicach 100 000–50 000 Da, znacznie niższych niż w przypadku konwencjonalnych środków zwiększających wytrzymałość na sucho (1 000 000–5 000 000 Da), co jest kluczem do osiągnięcia niskiej lepkości. Tymczasem zoptymalizowany stosunek komonomeru i rozkład ładunku zapewniają wystarczającą gęstość ładunku (> 0,5 meq/g) i zdolność wiązania włókien, jednocześnie zmniejszając masę cząsteczkową, unikając powszechnego problemu „niskiej lepkości, niskiej wydajności”.

Produkt ma postać bezbarwnej do bladożółtej przezroczystej cieczy o zawartości substancji stałych 10–15%, lepkości 100–500 cP (25°C, Brookfield), pH 4,0–6,0, temperaturze krzepnięcia < -10°C, czasie rozpuszczania < 10 minut i stabilności przechowywania > 6 miesięcy. Ma dobrą kompatybilność ze zwykłymi dodatkami na mokro, takimi jak skrobia kationowa, poliaminy i sole glinu. Niektóre produkty z najwyższej półki dodatkowo zmniejszają lepkość do <200 cP i poprawiają zdolność adaptacji do wody o wysokiej przewodności i wysokiej twardości poprzez wprowadzenie hydrofilowych segmentów polieterowych lub struktur obojnaczych.

Mechanizm działania rozpuszczalnego w wodzie środka zwiększającego wytrzymałość na sucho o niskiej lepkości jest podobny do konwencjonalnych środków zwiększających wytrzymałość na sucho o dużej masie cząsteczkowej, osiągając głównie efekty wzmacniające poprzez adsorpcję elektrostatyczną, wiązania wodorowe i pokrycie powierzchni włókien. Jednakże, ze względu na niższą masę cząsteczkową, wykazuje lepszą przepuszczalność i dyspergowalność, przy stosunkowo słabszych efektach mostkowania i splątania.

W mokrej części maszyn papierniczych jego niska lepkość umożliwia szybką i równomierną dyspersję w masie celulozowej, unikając problemów, takich jak lokalne nadmierne stężenie i nierówna flokulacja powodowana przez produkty o dużej lepkości. Łańcuchy o niskiej masie cząsteczkowej mogą łatwiej wnikać w mikroporowatą strukturę ścian komórkowych włókien i wąskie szczeliny między włóknami, tworząc cienką i jednolitą warstwę adsorpcyjną na powierzchni włókna, aby zwiększyć powierzchnię styku i gęstość wiązań wodorowych między włóknami. Tymczasem jego wysoka płynność pomaga utrzymać stabilną dyspersję w warunkach wysokiego ścinania w maszynach papierniczych (np. pompa wentylatorowa, przesiewacz ciśnieniowy, wlew), zmniejszając utratę wydajności spowodowaną degradacją ścinającą lub flokulacją.

Chociaż efekt mostkujący pojedynczego łańcucha cząsteczkowego jest stosunkowo słaby, nadal można osiągnąć znaczną poprawę wytrzymałości poprzez zwiększenie dawki (zwykle 1,5–2,0 razy więcej niż w przypadku konwencjonalnych środków zwiększających wytrzymałość na sucho) lub synergistyczne zastosowanie z innymi wysokocząsteczkowymi środkami zwiększającymi wytrzymałość na sucho i skrobią kationową (wytrzymałość na rozciąganie zwiększona o 10–20%, wytrzymałość na rozerwanie zwiększona o 15–25%). Ponadto jednorodność formowania, miękkość i przepuszczalność powietrza papieru są często lepsze niż w przypadku stosowania samych produktów o dużej masie cząsteczkowej.

Naszymi głównymi produktami są chlorek poliglinu, chlorohydrat glinu, siarczan poliżelazowy, bakterie biochemiczne, poliakryloamid i środek odbarwiający.