Giriiş:

Modern bilim ve teknolojinin gelişmesiyle, kağıdın kullanım alanları giderek genişliyor ve bunların bir kısmı suyun etkisi altında uygulama ve işlemeyi gerektiriyor. Marime tharl kağıdı, özel harita kağıdı, para kağıdı, reklam afişi kağıdı, emici pamuklu kağıt, masa örtüsü kağıdı, endüstriyel filtre kağıdı, fotoğraf tabanlı kağıt, çay filtre kağıdı vb.

Bu tür kağıtlara ıslak mukavemet performansı kazandırmak, yani kağıda belirli bir ıslak mukavemet vermek için kağıt yapım süreci veya bitirme prosesi sırasında ıslak mukavemet ajanları eklemek gereklidir.

Islak mukavemet maddesi nedir?

Lifler hidrofiliktir. Kağıdı ıslattıktan sonra, selüloz makromoleküllerinin arasına su girer, kağıdın orijinal hidrojen bağlarını keser ve bunları su köprüleriyle birbirine bağlar, böylece kağıdın mukavemetini büyük ölçüde azaltır.

Genellikle suyla tamamen ıslanan kağıt, orijinal kuru mukavemetinin yalnızca %4 ila %10'unu koruyabilir.

Bu noktada, kağıt sayfanın şekli hafif bir dış kuvvet altında zarar görecektir.

Genel olarak konuşursak, kağıdı tamamen suyla ıslattıktan sonra orijinal kağıdın %15'inden fazla kuru mukavemetini koruyabilen bir takviye maddesine ıslak kağıt takviye maddesi denir ve aynı zamanda ıslak mukavemet maddesi olarak da bilinir.

Islak mukavemet maddesi nasıl çalışır?

Şu anda ıslak mukavemet ajanlarının iki mekanizması vardır: koruma teorisi ve geliştirme teorisi.

Koruma teorisine göre, ıslak mukavemet maddesi eklendikten sonra, reçineler arasındaki kimyasal çapraz bağlanma, hemiselülozun etrafına sarılmış bir ağ yapısı oluşturacaktır. Bu kimyasal çapraz bağlanma hidrolize olmaz, böylece hemiselülozun su emmesini ve şişmesini önler ve ıslak koşullar altında kağıt mukavemetindeki azalmayı azaltır.

İyileştirme teorisine göre, ıslak mukavemet maddesinin eklenmesi elyaf ile kimyasal bir bağ oluşturur ve aynı zamanda iç hidrojen bağını güçlendirir. Termoset reçineler, liflerdeki hidroksil grupları ile kovalent bağ oluşturan oldukça aktif fonksiyonel gruplar içerir. Kovalent bağlar, kağıdın ıslanmasıyla kırılmaz.

Yukarıdaki iki teori çelişkili değildir. Birçok ıslak mukavemet maddesi için, iki teori genellikle aynı anda çalışır.

Yaygın olarak kullanılan geliştiriciler nelerdir ?

Şu anda, kağıt endüstrisinde kullanılan takviye edici maddeler esas olarak poliamid epiklorohidrin reçinesi (bundan sonra PAE reçinesi olarak anılacaktır), melamin formaldehit reçinesi (bundan sonra MF reçinesi olarak anılacaktır) ve üre formaldehit reçinesidir (bundan sonra UF reçinesi olarak anılacaktır).

Poliamid epiklorohidrin (PAE): PAE reçinesi ısıyla sertleşir ve ısıtılarak suda çözünür hale polimerize edilebilir. Bu nedenle, depolama sıcaklığı 30 ℃'nin altında olmalıdır. PAE, epoksi gruplarının oluşumunu önlemek için asidik koşullarda saklanmalı ve kullanım sırasında alkali ilave edilmelidir.

Epoksi ve fiber hidroksil, gerekli ıslak mukavemeti üretmek için çapraz bağlı bir yapı oluşturur. Çözeltinin pH değeri 5.0'dan büyük olduğunda seyreltik çözeltide jel oluşur. Reçinenin stabilitesini korumak için, PAE reçinesi hazırlamanın sonunda pH 3.5~6.0'a asitleştirilmelidir.

PAE reçinesi, kolaylıkla bir takviye etkisi yaratabilen, kendisiyle paylaşmak üzere bir anyonik takviye maddesi seçebilir. Etkili anyonik reçineler APAM ve karboksimetil selüloz veya anyonik latekstir.

Üre formaldehit reçinesi (UF): Üre formaldehit reçinesi, CO (NH2) 2 ve formaldehitin (CH2O) polikondensasyonu ile oluşan reçineli bir maddedir. Polikondenzasyon işlemi sırasında moleküler ağırlık artar, reaksiyon ortamının viskozitesi sürekli artar ve reaksiyon devam eder. Reçine suda çözünmez hale gelir. Bu nedenle polikondensasyon reaksiyonu, kontrollü koşullara göre suda çözünür ve organik çözücüde çözünür ürünler elde edebilir.

Üre formaldehit ve melamin formaldehit reçineleri endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Kağıda güç kazandırmanın yanı sıra, aşınma direncini, katlanma direncini, uzamasını, ıslak kağıt yırtılma mukavemetini ve ağ büzülme stabilitesini de artırabilirler.

Deneyler, tankta melamin reçinesi kullanıldığında, reçinenin sertleşme süresi ne kadar kısa olursa, ıslak mukavemetin o kadar yüksek olduğunu göstermiştir. Yaş mukavemet farkı, reçine ilavesinin artmasıyla artar.

Reçineyi tankta kullanırken, amino grubunun formaldehite oranı, ıslak mukavemetin etkinliği üzerinde bir etkiye sahiptir. Formaldehit içeriği ne kadar yüksek olursa, ıslak mukavemetin etkinliği de o kadar yüksek olur.

Melamin reçinesi (MF): Melamin reçinesi, melamin C3N3 (NH2) 3 ve formaldehitin (CH2O) polikondensasyonuyla oluşan reçineli bir maddeyi ifade eder.

Özellikleri, her ikisi de amino reçine kategorisine ait olan üre formaldehit reçinesine benzer.

Heksametilm elamin oluşturmak için altı formaldehit molekülü ile reaksiyona girebilir.

Çırpıcıdaki hamura suda çözünür melamin reçinesi uygulamak, kağıdın ıslak mukavemetini artırabilir.

Melamin reçinesi ve kağıt hamuru lifleri arasındaki farklı yüklerden dolayı reçine, elektrostatik çekim nedeniyle liflerin yüzeyine yapışır. Böylece lifler arasındaki bağlanma kuvvetini arttırır ve kağıdın deformasyonunu azaltır.

Ek olarak hamur, liflerin şişmesini azaltan melamin reçinesi içerir. Kuru ve ıslak dönemlerde kağıdın deformasyonunun azalmasının temel nedeni budur. Şişme deformasyonunun azalması, ıslak mukavemetin artması anlamına gelir.

Polietilenimin (PEI): Polietilenimin monomeri üretmenin orijinal yöntemi, aminoetilsülfürik asit üretmek için etanolamini sülfürik asitle reaksiyona sokmaktır. Daha sonra etilenime dönüştürmek için alkali ilave edilerek, polimerizasyon reaksiyonu kontrol edilerek ve çeşitli asidik katalizörler kullanılarak gerçekleştirilecektir. Monomerin toksisitesi çok güçlüdür, ancak polimer güvenli bir maddedir.

Polietilenimin etki mekanizması, anyonik UF ve MF reçinelerininkine benzer, ancak ortaya çıkan ıslak mukavemet seviyesi, ısıyla sertleşen reçinelerden daha düşüktür.