Катионный стирол-акриловый агент для проклеивания поверхности: рекомендации по применению для достижения оптимальных характеристик при производстве бумаги

Катионный стирол-акриловый агент для проклеивания поверхности: рекомендации по применению для достижения оптимальных характеристик при производстве бумаги

Обзор продукта

Катионный стирол-акриловый агент для поверхностной проклейки представляет собой новый эмульсионный сополимер, синтезированный из стирола и акрилатных мономеров, разработанный на основе освоения и усовершенствования международных технологий. Эта катионная эмульсионная сополимерная смесь специально разработана для беспроблемного взаимодействия с крахмалом, придавая крахмальному покрытию превосходную прочность сшивания и гидрофобные свойства.

Данный продукт обладает рядом выдающихся характеристик: низкой дозировкой, исключительной эффективностью, экономичностью и удобством в эксплуатации. Он значительно повышает водостойкость и прочность на кольцевое сдавливание для широкого спектра сортов бумаги, включая лайнер, гофропрокат и бумагу для печати. Кроме того, он обеспечивает ощутимые преимущества в плане улучшения технологичности бумагоделательной машины, снижения производственных затрат и содействия экологической устойчивости.

---

Технические принципы и механизм действия

Эффективность катионного стирол-акрилатного сополимера в качестве средства для поверхностной проклейки обусловлена его уникальной молекулярной структурой и зарядовыми характеристиками. Цепь сополимера содержит как гидрофобные стирольные сегменты, обеспечивающие водоотталкивающие свойства, так и функциональные катионные группы, которые обеспечивают сильное электростатическое взаимодействие с поверхностью бумажного волокна.

При применении в сочетании с крахмалом — основным пленкообразующим компонентом при поверхностном проклеивании — катионный сополимер SAE образует синергетический комплекс. Крахмал выступает в качестве матрицы, в то время как гидрофобный сополимер мигрирует к границе раздела с воздухом в процессе сушки, создавая низкоэнергетическую поверхность, которая эффективно препятствует проникновению воды. Одновременно катионные группы в цепи сополимера образуют ионные связи с анионными участками на волокнах целлюлозы, что улучшает удержание и адгезию пленки.

Этот механизм двойного действия — образование гидрофобного барьера в сочетании с электростатической фиксацией — объясняет, почему катионные поверхностно-активные вещества SAE обеспечивают превосходную эффективность при значительно более низких дозах добавления по сравнению с традиционными проклеивающими составами.

---

Руководство по подаче заявок

1. Рекомендации по дозировке

Оптимальная дозировка катионного стирол-акрилатного поверхностного проклеивающего средства зависит от двух основных факторов: качества базовой бумаги и требуемой степени проклеивания готового изделия.

Для нанесения клеевого слоя на поверхность (с использованием клеевого пресса):
Типичный диапазон дозировок составляет 2–3 килограмма на тонну готовой бумаги, при использовании в сочетании с крахмалом. Такая дозировка, как правило, достаточна для достижения значительного повышения водостойкости и прочности на кольцевое сдавливание для большинства сортов упаковочной и полиграфической бумаги.

Для определения внутреннего размера (добавление в мокрую часть):
Данный агент также можно использовать в качестве внутреннего проклеивающего средства в дозировке 3–6 килограммов на тонну готовой бумаги. При использовании в этом режиме катионный SAE выступает в качестве дополнения или частичной замены традиционных внутренних проклеивающих веществ, таких как канифоль или AKD.

Важное примечание: Оптимальную дозировку и условия применения всегда следует определять путем проведения испытаний на производственном оборудовании или лабораторных имитационных испытаний. На необходимую дозировку могут влиять такие факторы, как состав массы, тип крахмала, скорость машины и условия сушки. Настоятельно рекомендуется проводить заводские испытания в реальных производственных условиях для определения точных параметров дозирования.

2. Порядок подготовки и смешивания

Правильная процедура подготовки имеет решающее значение для обеспечения стабильных результатов калибровки. Рекомендуется следовать следующей пошаговой инструкции:

Этап 1 — Желатинизация крахмала:
Приготовьте крахмальную суспензию в соответствии со стандартной технологией производства. Нагрейте крахмальную смесь до 95 °C для обеспечения полной желатинизации. Крахмал должен быть полностью приготовлен при этой температуре, чтобы достичь максимальной вязкости и пленкообразующих свойств.

Шаг 2 — Охлаждение:
После завершения желатинизации охладите крахмальный раствор до ниже 75 °C. Этот этап охлаждения имеет решающее значение, поскольку катионная эмульсия SAE может дестабилизироваться или коагулировать при добавлении в чрезмерно горячие крахмальные растворы. Температуры выше 75 °C могут привести к преждевременному образованию пленки или агломерации частиц сополимера, что вызовет ухудшение качества проклеивания и потенциальное загрязнение валов проклеивающего пресса.

Шаг 3 — Добавление SAE:
При непрерывном и тщательном перемешивании медленно добавьте катионный поверхностно-активный агент SAE (в том виде, в котором он поставляется, без разбавления) в раствор крахмала в смесительной емкости. Перемешивание должно быть достаточным для обеспечения равномерного распределения сополимера по всей крахмальной матрице.

Шаг 4 — Смешивание:
Продолжайте перемешивание до тех пор, пока смешанный проклеивающий раствор не приобретет однородную консистенцию и не будет соответствовать требуемым техническим характеристикам для нанесения. Приготовленный проклеивающий раствор теперь готов к нанесению с помощью проклеивающего пресса.

Альтернативный способ сложения:
На фабриках, оснащённых дозирующими насосами, катионный SAE можно непрерывно вводить в крахмальный поток непосредственно перед клеящим прессом. Такой метод добавления в технологическую линию обеспечивает более точное регулирование дозировки и исключает необходимость периодического смешивания клеящего раствора.

3. Регулирование pH крахмального раствора

Правильное регулирование уровня pH является ключевым параметром для обеспечения оптимальной эффективности процесса просеивания. После завершения гелеобразования крахмала уровень pH крахмального раствора следует отрегулировать с помощью сульфат алюминия (квасцы) решение для достижения целевого значения pH, равного примерно 6.

Регулировка pH выполняет несколько функций:

• Способствует стабильности катионного заряда: При pH 6 катионные группы на сополимере SAE сохраняют оптимальную степень ионизации, обеспечивая сильное электростатическое взаимодействие с анионной поверхностью волокна.
• Способствует удержанию персонала: Квасцы помогают регулировать ионную среду крахмального раствора, улучшая фиксацию проклеивающего вещества на поверхности волокна.
• Предотвращает преждевременное выпадение осадков: В диапазоне значений pH 5–7 катионный SAE остается стабильным и полностью диспергированным, что позволяет избежать агрегации, которая может возникать при экстремальных значениях pH.

Рекомендуется регулярно контролировать уровень pH крахмального раствора на протяжении всего процесса проклеивания для обеспечения стабильной эффективности проклеивания.

---

Важные меры предосторожности и рекомендации по совместимости

1. Катионный характер и несовместимость

Катионные стирол-акрилатные средства для проклеивания поверхностей содержат положительный заряд и требует особого внимания с точки зрения химической совместимости. Агент нельзя смешивать с сильноанионными добавками, в том числе:

• Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ): Распространенный анионный загуститель и добавка для поверхностной проклейки, нейтрализующая катионный заряд.
• Анионный полиакриламид (ПАМ): Часто используется в качестве средства, способствующего удержанию или дренажу, в химических процессах влажной части производства.
• Оптические отбеливатели (флуоресцентные отбеливатели): Многие составы ОБА являются анионными и при смешивании с катионными веществами дают осадок.

Смешивание катионного SAE с любым из этих анионных материалов приведет к нейтрализации заряда и осаждению, что вызовет следующие проблемы:

• Снижение эффективности проклейки: Осажденные частицы неэффективны в качестве агентов, определяющих размер частиц, и не способны образовывать надлежащую гидрофобную пленку.
• Формирование отложений: Флокулированный материал может образовывать отложения на валках пресса для отжима, цилиндрах сушилки и поверхности бумаги, что приводит к сбоям в работе.
• Дефекты качества бумаги: В результате выпадения осадка на готовой бумаге могут появляться пятна, полосы или неравномерности в размерах.

Чтобы избежать этих проблем, все точки добавления химических веществ должны быть спроектированы таким образом, чтобы предотвратить контакт катионных SAE и анионных добавок до тех пор, пока проклеивающий агент не закрепится надлежащим образом на поверхности волокна. Если одновременное использование этих добавок необходимо, их следует добавлять в отдельных точках с соблюдением достаточного времени перемешивания между добавками.

2. Правильная последовательность смешивания

При приготовлении крахмально-SAE-проклейки необходимо строго соблюдать рекомендуемую последовательность смешивания:

1. Приготовьте крахмальный раствор и нагрейте его до 95 °C для желатинизации.
2. Охладите до температуры ниже 75 °C.
3. Доведите pH до значения примерно 6 с помощью сульфата алюминия.
4. Добавьте катионный поверхностный проклеивающий агент SAE при непрерывном перемешивании.
5. Тщательно перемешайте до получения однородной массы.

Отклонения от данной последовательности действий — в частности, добавление SAE до регулировки pH или до охлаждения до нужной температуры — могут привести к снижению эффективности или полному выходу из строя системы проклеивания.

3. Хранение и срок годности

Катионный поверхностно-пропиточный агент SAE следует хранить в прохладном, защищённом от света месте, вдали от прямых солнечных лучей и при температуре, не превышающей предельных значений. При комнатной температуре срок хранения продукта обычно составляет 3 месяца с даты изготовления.

Емкости следует хранить плотно закрытыми, чтобы предотвратить испарение воды, которое может привести к увеличению содержания твердых веществ и, возможно, к дестабилизации эмульсии. При обнаружении каких-либо признаков фазового разделения, коагуляции или необычного запаха перед использованием продукт следует проверить на эффективность или заменить.

---

Преимущества в плане эксплуатационных характеристик для различных сортов бумаги

Бумага для упаковки (подкладочный картон и гофропрокат)

В случае марок, предназначенных для упаковки, сочетание катионного поверхностного проклеивания SAE с крахмалом обеспечивает значительное улучшение следующих характеристик:

• Водонепроницаемость: Гидрофобный стироловый компонент значительно снижает показатель Кобба, обеспечивая сохранность целостности упаковки в условиях высокой влажности или при контакте с влагой.
• Прочность на кольцевое сжатие: Сшивающие и пленкообразующие свойства сополимера укрепляют волокнистую структуру, повышая прочность гофрокоробок и транспортных контейнеров на сжатие.
• Возможность печати: Более гладкая и однородная поверхность, получаемая при обработке размером SAE, повышает качество печати и одновременно снижает расход чернил.

Бумага для печати и письма

Что касается статей по культуре, к их преимуществам относятся:

• Прочность поверхности: Катионная связь снижает образование ворса и отрыв волокон в процессе печати, что обеспечивает более чистую печать и более длительные тиражи.
• Водонепроницаемость: Бумага подходящего формата предотвращает проникновение воды, что исключает размывание чернил и обеспечивает четкость печати.
• Снижение образования пыли: Непрерывная гидрофобная пленка сводит к минимуму выпадение волокон в процессе переработки и печати.

---

Экономические и экологические преимущества

Катионная система проклеивания поверхности SAE обеспечивает значительные экономические и экологические преимущества:

• Снижение расхода химикатов: При дозировке всего 2–3 кг на тонну бумаги катионная система SAE демонстрирует сопоставимую или даже более высокую эффективность по сравнению с альтернативными химическими составами, применяемыми в более высоких дозах.
• Повышение эффективности оборудования: Более высокая однородность размеров и уменьшение количества отложений способствуют сокращению количества разрывов листов и повышению скорости работы машины.
• Соблюдение экологических норм: Продукт имеет сертификаты FDA, SGS и RoHS, что гарантирует безопасность его использования в условиях контакта с пищевыми продуктами и соответствие требованиям экспортных рынков.
• Снижение нагрузки по БПК/ХПК: Эффективное удержание и фиксация проклеивающего вещества на поверхности волокна сводят к минимуму потери химических веществ в систему сточных вод.

---

Заключение

Катионный стирол-акрилатный поверхностный проклеивающий агент представляет собой проверенное высокоэффективное решение для бумажных фабрик, стремящихся повысить водостойкость, прочность поверхности и прочность на кольцевое сдавливание для широкого спектра сортов бумаги и картона. При применении в соответствии с рекомендуемыми инструкциями — с использованием крахмала в качестве носителя, регулированием pH до значения примерно 6 и соблюдением важных мер предосторожности в отношении совместимости — катионная система SAE обеспечивает исключительные результаты при экономичных дозировках.

Залог успешного внедрения заключается в соблюдении надлежащих процедур подготовки, тщательном контроле уровня pH и строгом недопущении смешивания с анионными добавками. Предприятия, следующие этим рекомендациям, могут рассчитывать на значительное улучшение качества бумаги, повышение производственной эффективности и экономической эффективности, что делает катионное поверхностное проклеивание SAE ценным дополнением к их арсеналу химических средств для производства бумаги.

---

Компания LY Chem Technology Co., Ltd. предлагает широкий ассортимент катионных стирол-акриловых проклеивающих средств, специально разработанных для производства лайнерного картона, гофропроката и полиграфической бумаги. Наша продукция имеет сертификаты FDA, SGS и RoHS, что позволяет нам поставлять её на экспортные рынки Юго-Восточной Азии, Ближнего Востока и Африки. Для получения технической консультации, образцов продукции или помощи в проведении испытаний на производственном оборудовании, пожалуйста, обращайтесь к нашей команде специалистов по химикатам для бумажной промышленности.