Introducción:

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, los usos del papel son cada vez más amplios, algunos de los cuales requieren la aplicación y procesamiento bajo la acción del agua. Tales como papel marime tharl, papel especial para mapas, papel moneda, papel para afiches publicitarios, papel de algodón absorbente, papel para mantel, papel filtro industrial, papel base fotográfico, papel filtro para té, etc.

Es necesario dotar a este tipo de papel de rendimiento de resistencia en húmedo, es decir, añadir agentes de resistencia en húmedo durante el proceso de fabricación del papel o el proceso de acabado para dar al papel una cierta resistencia en húmedo.

¿Qué es un agente de resistencia en húmedo?

Las fibras son hidrófilas. Después de humedecer el papel, el agua se sumerge entre las macromoléculas de celulosa, cortando los enlaces de hidrógeno originales del papel y conectándolos a través de puentes de agua, lo que reduce en gran medida la resistencia del papel.

Por lo general, el papel que se humedece completamente con agua solo puede retener del 4% al 10% de su resistencia original en seco.

En este punto, la forma de la página de papel se dañará bajo una ligera fuerza externa.

En términos generales, un agente de refuerzo que puede mantener una resistencia en seco de más del 15% del papel original, después de empapar completamente el papel con agua, se denomina agente de refuerzo de papel húmedo, también conocido como agente de resistencia en húmedo.

¿Cómo funciona el agente de resistencia húmeda?

Actualmente existen dos mecanismos de agentes de resistencia en húmedo: a saber, la teoría de la protección y la teoría de la mejora.

De acuerdo con la teoría de la protección, después de la adición del agente de resistencia en húmedo, el entrecruzamiento químico entre las resinas formará una estructura de red que se envuelve alrededor de la hemicelulosa. Este entrecruzamiento químico no se hidrolizará, evitando así la absorción de agua y el hinchamiento de la hemicelulosa y aliviando la reducción de la resistencia del papel en condiciones húmedas.

De acuerdo con la teoría de la mejora, la adición de un agente de resistencia en húmedo forma un enlace químico con la fibra y, al mismo tiempo, fortalece el enlace de hidrógeno interno. Las resinas termoendurecibles contienen grupos funcionales muy activos que forman enlaces covalentes con los grupos hidroxilo de las fibras. Los enlaces covalentes no se romperán al humedecer el papel.

Las dos teorías anteriores no son contradictorias. Para muchos agentes de resistencia en húmedo, las dos teorías suelen funcionar al mismo tiempo.

¿ Cuáles son los potenciadores de uso común ?

En la actualidad, los agentes de refuerzo utilizados en la industria del papel son principalmente resina de epiclorhidrina de poliamida (en adelante, resina PAE), resina de melamina formaldehído (en adelante, resina MF) y resina de urea formaldehído (en adelante, resina UF).

Epiclorhidrina de poliamida (PAE): la resina PAE es termoendurecible y se puede polimerizar en soluble en agua mediante calentamiento. Por lo tanto, la temperatura de almacenamiento debe ser inferior a 30 ℃. PAE debe almacenarse en condiciones ácidas para evitar la formación de grupos epoxi, y se debe agregar álcali durante el uso.

El epoxi y el hidroxilo de fibra forman una estructura reticulada para producir la resistencia en húmedo requerida. Cuando el valor de pH de la solución es superior a 5,0, se produce un gel en la solución diluida. Para mantener la estabilidad de la resina, la resina PAE debe acidificarse a un pH de 3,5 a 6,0 al final de la preparación.

La resina PAE puede elegir un agente de refuerzo aniónico para compartir con ella, que puede producir fácilmente un efecto de refuerzo. Las resinas aniónicas eficaces son APAM y carboximetilcelulosa o látex aniónico.

Resina de urea formaldehído (UF): La resina de urea formaldehído es una sustancia resinosa formada por la policondensación de CO (NH2) 2 y formaldehído (CH2O). Durante el proceso de policondensación, el peso molecular aumenta, la viscosidad del medio de reacción aumenta continuamente y la reacción continúa. La resina se vuelve insoluble en agua. Por lo tanto, la reacción de policondensación puede obtener productos solubles en agua y solubles en disolventes orgánicos según condiciones controladas.

Las resinas de urea formaldehído y melamina formaldehído se utilizan ampliamente en la industria. Además de impartir resistencia al papel, también pueden aumentar su resistencia al desgaste, la resistencia al plegado, el alargamiento, la resistencia al desgarro del papel húmedo y la estabilidad de la contracción de la banda.

Los experimentos han demostrado que cuando se usa resina de melamina en el tanque, cuanto más corto es el tiempo de curado de la resina, mayor es la resistencia a la humedad. La diferencia en la resistencia en húmedo aumenta con el aumento de la adición de resina.

Cuando se usa la resina en el tanque, la proporción de grupo amino a formaldehído influye en la eficiencia de la resistencia en húmedo. Cuanto mayor sea el contenido de formaldehído, mayor será la eficiencia de la resistencia en húmedo.

Resina de melamina (MF): La resina de melamina se refiere a una sustancia resinosa formada por la policondensación de melamina C3N3 (NH2) 3 y formaldehído (CH2O).

Sus propiedades son similares a las de la resina de urea formaldehído, ambas pertenecientes a la categoría de resinas amínicas.

Puede reaccionar con seis moléculas de formaldehído para formar hexametilm elamina.

La aplicación de resina de melamina soluble en agua a la pulpa en el batidor puede mejorar la resistencia en húmedo del papel.

Debido a las diferentes cargas entre la resina de melamina y las fibras de pulpa, la resina se adhiere a la superficie de las fibras debido a la atracción electrostática. Así, aumenta la fuerza de unión entre las fibras y reduce la deformación del papel.

Además, la pulpa contiene resina de melamina, que reduce el hinchamiento de las fibras. Esta es la razón básica de la reducida deformación del papel durante los períodos secos y húmedos. La disminución de la deformación por hinchamiento significa un aumento de la resistencia en húmedo.

Polietilenimina (PEI): El método original de fabricación del monómero de polietilenimina es hacer reaccionar la etanolamina con ácido sulfúrico para generar ácido aminoetilsulfúrico. Luego se realizará agregando álcali para convertirlo en etilenimina, controlando la reacción de polimerización y usando varios catalizadores ácidos. La toxicidad del monómero es muy fuerte, pero el polímero es una sustancia segura.

El mecanismo de acción de la polietilenimina es similar al de las resinas aniónicas UF y MF, pero el nivel de resistencia en húmedo resultante es menor que el de las resinas termoendurecibles.