Rozpuszczalny w wodzie środek zatrzymujący papier

Rozpuszczalny w wodzie środek zatrzymujący papier to funkcjonalny dodatek do produkcji papieru na mokro, zawierający rozpuszczalny w wodzie polimer o dużej masie cząsteczkowej jako główny składnik aktywny, wstępnie całkowicie rozpuszczony w wodzie, tworząc stabilny roztwór wodny. Dzięki adsorpcji elektrostatycznej i mostkowaniu pomiędzy kationowymi grupami funkcyjnymi w swojej strukturze molekularnej a włóknami masy celulozowej, drobnymi włóknami i cząstkami wypełniacza, produkt ten znacznie poprawia retencję pierwszego przejścia (FPR) i retencję popiołu pierwszego przejścia (FPAR) materiału na odcinku drutu maszyny papierniczej, zmniejsza utratę włókien i wypełniacza, poprawia jakość cyrkulacji wody podsitowej, zmniejsza obciążenie oczyszczania ścieków i optymalizuje jednorodność formowania arkuszy, wytrzymałość fizyczną i właściwości powierzchni.

Jako podstawowy składnik systemu chemii mokrej części we współczesnym przemyśle papierniczym, rozpuszczalny w wodzie środek zatrzymujący papier jest dostarczany w postaci bezbarwnej do bladożółtej przezroczystej lub półprzezroczystej lepkiej cieczy o zawartości substancji stałych zwykle w zakresie od 5% do 20%. Charakteryzuje się wygodą użycia, całkowitym rozpuszczeniem, równomierną dyspersją, dokładnym dozowaniem i dobrą kompatybilnością systemu. Jest szeroko stosowany w produkcji różnych papierów kulturowych, tektur opakowaniowych, bibułek, papierów specjalistycznych, a także w procesach papierniczych o dużej zawartości wypełniacza, dużej prędkości i wysokim poziomie obiegu zamkniętego.

Pod względem składu chemicznego i właściwości strukturalnych podstawowa technologia rozpuszczalnego w wodzie środka zatrzymującego papier polega na konstrukcji molekularnej i wodnej stabilizacji kationowego poliakryloamidu o dużej masie cząsteczkowej (CPAM). Jego podstawową strukturą jest kopolimer akryloamidu i monomerów kationowych (takich jak chlorek diallilodimetyloamoniowy DADMAC, chlorek metakryloiloksyetylotrimetyloamoniowy DMC), otrzymywany w drodze wodnej polimeryzacji wolnorodnikowej lub inwersji faz po odwróconej polimeryzacji emulsyjnej, tworząc liniowe lub lekko rozgałęzione polimery długołańcuchowe o masie cząsteczkowej 1 000 000–15 000 000 Da i ładunku gęstość 5–40% (ułamek molowy).

Ze względu na kombinację masy cząsteczkowej i gęstości ładunku można je podzielić na:

Produkt ma postać bezbarwnej do bladożółtej przezroczystej, lepkiej cieczy o zakresie lepkości 200–10 000 cP (w 25°C), pH 4,0–7,0, czasie rozpuszczania < 2 godzin i okresie trwałości 3–6 miesięcy (chroniony przed wysoką temperaturą, wysokim ścinaniem i jonami metali ciężkich). Ma dobrą kompatybilność z dodatkami na mokro, takimi jak skrobia kationowa, poliaminy i sole glinu.

Mechanizm działania rozpuszczalnego w wodzie środka zatrzymującego papier to połączenie neutralizacji ładunku, mostkowania adsorpcyjnego i zatrzymywania flokulacji. W układzie przepływowym maszyny papierniczej jej grupy kationowe adsorbują się elektrostatycznie na powierzchniach ujemnie naładowanych włókien celulozowych, drobnych włókien i wypełniaczy (węglan wapnia, talk, kaolin, dwutlenek tytanu), neutralizując część ładunku ujemnego, zmniejszając potencjał Zeta, ściskając podwójną warstwę elektryczną, zmniejszając odpychanie elektrostatyczne i zwiększając przyciąganie van der Waalsa pomiędzy cząstkami, sprzyjając w ten sposób zbliżaniu się cząstek i agregacji.

Łańcuchy o dużej masie cząsteczkowej tworzą fizyczne mostki „cząstka – polimer – cząstka” pomiędzy wieloma cząsteczkami, tworząc trójwymiarową sieć kłaczków, która wychwytuje drobne włókna i wypełniacze do matrycy włókien. Podczas odwadniania odcinka drutu kłaczki te osadzają się w arkuszu formującym poprzez filtrację, adsorpcję i mechaniczne uwięzienie, uzyskując wysoką wydajność zatrzymywania.

W porównaniu z produktami proszkowymi, rozpuszczalny w wodzie środek zatrzymujący papier jest całkowicie rozpuszczony przy całkowicie wydłużonych łańcuchach molekularnych. Może natychmiast się rozproszyć i wywierać adsorpcję po dodaniu do masy celulozowej, z szybszą kinetyką flokulacji (zakończoną w ciągu kilku sekund), bardziej jednolitą strukturą kłaczków i mniejszym negatywnym wpływem na tworzenie arkusza.

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