Produtos químicos de papel - Paper chemicals

Os produtos químicos do papel designam um grupo de produtos químicos usados ​​na fabricação do papel ou modificam as propriedades do papel . Esses produtos químicos podem ser usados ​​para alterar o papel de várias maneiras, incluindo mudando sua cor e brilho , ou aumentando sua força e resistência à água.

Fábrica de celulose de sulfito descarregando águas residuais em 1973

Produtos químicos usados ​​na fabricação de papel

Polpação

A polpação química envolve a dissolução da lignina para extrair a celulose da fibra da madeira. Os diferentes processos de polpação química incluem o processo Kraft , que utiliza soda cáustica e sulfeto de sódio e é o mais comum; alternativamente, o uso de ácido sulfuroso é conhecido como processo de sulfito , o sulfito neutro semiquímico é tratado como um terceiro processo separado do sulfito e a polpação de soda que é a menos ecologicamente perigosa utilizando hidróxido de sódio ou antraquinona .

A soda cáustica é adicionada para aumentar o pH no processo de polpação das fibras. O pH mais alto da solução de fibra de papel faz com que as fibras se alisem e inchem, o que é importante para o processo de moagem das fibras.

Processamento de polpa em um batedor Hollander

Branqueamento

Na produção de papel branco, a polpa de madeira é branqueada para remover qualquer cor dos traços de lignina que não foram extraídos no processo de polpação química. Existem três métodos predominantes de branqueamento:

1. O branqueamento com cloro elementar usa cloro e hipoclorito .
2. O branqueamento sem cloro elementar é mais amigo do ambiente, uma vez que elimina o uso de hipoclorito e substitui o cloro por dióxido de cloro ou clorato de sódio .
3. O branqueamento totalmente sem cloro utiliza oxigênio e peróxido de hidrogênio . Este é o processo mais ecológico, pois elimina todos os poluentes clorados.

Dimensionamento

A maioria dos tipos de papel deve ter alguma resistência à água para manter uma qualidade de escrita e capacidade de impressão específicas. Até 1980, a maneira típica de adicionar essa resistência era usando uma colofónia em combinação com alúmen . Quando a indústria do papel começou a usar giz em vez de caulino como enchimento, a química do papel teve que mudar para um processo neutro. Hoje, principalmente AKD ( dímero de alquil ceteno ) e ASA ( anidrido alquenil succínico ) são usados.

Reforço

Resistência à umidade

Os aditivos de resistência à umidade garantem que o papel retenha sua resistência ao ser molhado. Isso é especialmente importante em papel de seda . Os produtos químicos normalmente usados ​​para esse fim incluem epicloridrina , melamina , ureia formaldeído e poliiminas . Essas substâncias se polimerizam no papel e resultam na construção de uma rede de reforço.

Amido catiônico

Para aumentar a resistência do papel, o amido catiônico é adicionado à polpa úmida no processo de fabricação. O amido tem uma estrutura química semelhante à da fibra de celulose da polpa, e a superfície tanto do amido quanto da fibra são carregadas negativamente. Ao adicionar amido catiônico (carga positiva), a fibra pode ligar-se ao amido e, assim, também aumentar as interconexões entre as fibras. A porção carregada positivamente do amido é geralmente formada por cátions de amônio quaternário . Os sais quaternários que são usados ​​incluem cloreto de 2,3-epoxi propiltrimetil amônio (EPTAC, também conhecido como Glytac Quab, GMAC ™) e cloreto de (3-cloro-2-hidroxipropil) trimetil amônio (CHPTAC, também conhecido como Quat 188, Quab 188, Reagens ™).

Resistência a seco

Os aditivos de resistência a seco, ou agentes de reforço a seco, são produtos químicos que melhoram as condições normais de resistência do papel. Eles melhoram a resistência à compressão , resistência ao estouro , resistência à tração e à delaminação do papel . Os produtos químicos típicos usados ​​incluem derivados catiônicos de amido e poliacrilamida (PAM). Essas substâncias atuam aglutinando fibras, muitas vezes com o auxílio de íons de alumínio em folhas de papel.

Binders

Os ligantes promovem a ligação das partículas de pigmento entre si e a camada de revestimento do papel. Os ligantes são partículas esféricas com menos de 1 µm de diâmetro. Ligantes comuns são copolímero de anidrido maleico de estireno ou copolímero de acrilato de estireno. A composição química da superfície é diferenciada pela adsorção de ácido acrílico ou um tensoativo aniônico , ambos utilizados para estabilização da dispersão em água. Co-aglutinantes ou espessantes são geralmente polímeros solúveis em água que influenciam a viscosidade da cor do papel, a retenção de água, o dimensionamento e o brilho. Alguns exemplos comuns são carboximetilcelulose (CMC), hidroxietilcelulose catiônica e aniônica (EHEC), amido modificado e dextrina . Látex de estireno butadieno , acrílico de estireno, dextrina e amido oxidado são usados ​​em revestimentos para ligar o enchimento ao papel. Co-ligantes são produtos naturais como o amido e o CMC ( Carboximetilcelulose ), que são usados ​​junto com os ligantes sintéticos, como o estireno acrílico ou o estireno butadieno. Co-ligantes são usados ​​para reduzir o custo do ligante sintético e melhorar a retenção de água e a reologia do revestimento.

Esferas de aglutinante revestidas com ácido acrílico (a) e tensoativo aniônico (b).

A estrutura molecular do amido catiônico. A unidade de repetição do amido é derivada da glicose interconectada com ligações glicosídicas .

Enchimentos

Enchimentos minerais são usados ​​para reduzir o consumo de material aglutinante mais caro ou para melhorar algumas propriedades do papel. Argila da China , carbonato de cálcio, dióxido de titânio e talco são enchimentos minerais comuns usados ​​na produção de papel.

Retenção

Um agente de retenção é adicionado para ligar os enchimentos ao papel. Enchimentos, como carbonato de cálcio , geralmente têm uma carga superficial fraca. O agente de retenção é um polímero com grupos altamente catiônicos carregados positivamente. Uma característica adicional de um agente de retenção é acelerar a desidratação na seção de arame da máquina de papel . Polietilenoimina e poliacrilamida são exemplos de produtos químicos usados ​​neste processo.

Revestimento

Pigmentos

Revestimento de papel

Podem ser adicionados pigmentos que absorvem na parte amarela e vermelha do espectro visível. À medida que a tinta absorve luz, o brilho do papel diminui, ao contrário do efeito de um agente de brilho óptico. Para aumentar a brancura, costuma-se usar uma combinação de pigmentos e um agente de brilho óptico. Os pigmentos mais comumente usados ​​são os corantes azuis e violetas.

Agente de branqueamento óptico

O branqueador óptico é usado para fazer o papel parecer mais branco. Os agentes de brilho óptico usam fluorescência para absorver a radiação invisível da parte ultravioleta do espectro de luz e reemitir a radiação como luz na faixa do azul visível. O agente de brilho óptico, portanto, gera luz azul que é adicionada à luz refletida. A luz azul adicional compensa o tom amarelado que, de outra forma, existiria nas características da luz refletida. Assim, aumenta o brilho do material (quando a iluminação inclui radiação ultravioleta).

Veja também

• Destintamento de papel reciclado
• Química da superfície do papel
• Organosolv (técnica de polpação)

Referências

links externos

• Lista de produtos químicos usados ​​na fabricação de celulose e papel