AKD là gì ?AKD (Alkyl Ketene Dimer): sáp phiến mỏng, màu trắng.AKD không tan trong nước , nhũ hóa dạng huyền phù có thể hòa tan trong :alcol, benzen…Dễ bị thủy phân và tham gia phản ứng hóa học ở môi trường nhiệt độ thường, axit, kiềmồm có hai giai đoạn:Điều chế halogenua của axit béoĐiều chế AKDGiai đoạn 1: Điều chế halogenua của axit béo:Với các tác nhân như: SOCl2 ; COCl2; PCl3; PCl5
Trang 1Học phần : CNSX Giấy
Đề Tài : Chất gia keo AKD
GVHD : TS.Nguyễn Trung Thành
Trang 3I • Tổng hợp và nhũ hóa keo AKD
II • Các phản ứng của keo AKD trong giấy III
• Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia keo AKD
Nội Dung
Trang 4 AKD là gì ?
AKD (Alkyl Ketene Dimer): sáp phiến mỏng, màu trắng.
AKD không tan trong nước , nhũ hóa dạng huyền phù có thể hòa tan trong :alcol, benzen…
Dễ bị thủy phân và tham gia phản ứng hóa học ở môi trường nhiệt độ thường, axit, kiềm
Trang 5 Tổng hợp keo AKD:
- Gồm có hai giai đoạn:
• Điều chế halogenua của axit béo
• Điều chế AKD
- Giai đoạn 1: Điều chế halogenua của axit béo:
Với các tác nhân như: SOCl2 ; COCl2; PCl3; PCl5
I.Tổng hợp và nhũ hóa keo AKD
Điều kiện
40-1000C 10-140p’
Có dung môi phân cực hoặc không dung môi
+
R C
O
y -X
R C
O
y
+ X
Trang 6-⁻ Giai đoạn 2: điều chế AKD
AKD được tạo thành khi cho dẫn xuất acyl clorua của acid béo tác dụng với amin bậc ba R là nhóm alkyl hoặc alkenyl có C6 đến C24
2R H2C C Cl R C C O
H
R C C O H
R C
H C
CH C R
O O
(R)3N
O
Trang 7 Chuẩn bị nhũ hóa keo AKD:
Hòa tan AKD trong nước ở 70-95 0C , có chứa chất ổn
định(tinh bột cation), chất hoạt động bề mặt(lignosulfonat
Lọc qua sàng lọc kích thước lỗ sàng < 2nm, kích thước hạt keo2-4 µm Tinh bột cation kết hợp với hạt keo tạo ra khối điện tích dương
Bổ sung tinh bột cation
I.Tổng hợp và nhũ hóa keo AKD
Trang 8 Bảo quản và sử dụng keo:
Bảo vệ keo: để tránh keo thủy phân , giảm pH=2,5-3,5 bằng cách cho HCl & H2SO4
Bảo quản: ở nhiệt độ 200C, dưới 30 ngày
Kiểm tra nồng độ : đạt 6-13% (20-22%) , lượng tinh bột cation 20-40%
Sử dụng keo: Trước khi sử dụng người ta phải pha loãng nhũ tương ra khoảng 10 lần, pha loãng 0,1-0,2%, lượng dùng 0,05-0,15%
Trang 9II Các phản ứng của keo AKD trong giấy
• Phản ứng giữa AKD và nhóm –OH của cellulose
* Khả năng AKD phản ứng với xenluloza tối đa : 50-80%
* Hạt keo AKD phản ứng với xenluloza có khả năng chống thấm cao hơn hạt keo không phản ứng
* pH=8-9
AKD
β-xeton este
C
H
O
C H R
+
CELLULOSE
OH
OH OH OH
OH OH
CELLULOSE
OH
OH OH OH
OH O
C
HC
O
C
R
O
H2C R
Trang 10• Cơ chế :
Trang 11• Phản ứng thủy phân của AKD :
Với điều kiện nhiệt độ, pH và sự có mặt của nước thì phản ứng của AKD với cellulose còn bị cạnh tranh bởi phản ứng thuỷ phân của AKD tạo ra xetone không có tác dụng gia keo
II Các phản ứng của keo AKD trong giấy
C
O C
CH R O
HC R
+
C
HC
O
C
R
O
H2C R
H2O
OH
- CO2
R CH2 C CH R
O
Ketone AKD
Labile
Trang 121 pH.
- Hiệu quả nhất pH=8-9
- Giá trị pH được điều chỉnh
bằng NaHCO3 hoặc Na2CO3
hoặc Khi dùng CaCO3 thì
không cần bổ sung NaHCO3
&Na2CO3 .
Trang 132 Chất độn, hạt mịn và sự bảo lưu
- Tỷ lệ thích hợp, nhiều quá gây tiêu hao keo vì keo phải che phủ bề mặt độn
- Với chất độn là GCC phản ứng thủy phân hay hiện tượng gia keo tạm thời không đáng kể nhưng với PCC thì hai hiện tượng này đều gia tăng nhất là khi
sử dụng tinh bột và catin PA làm chất phụ gia
III.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia keo AKD
Trang 14 Nên gia keo trước khi gia chất độn
- Tăng lượng dùng tinh bột cation thì tăng hiệu quả gia keo vì tinh bột cation làm tăng khả năng bám dính của keo AKD lên
bề mặt xơ sợi
- Chọn chất trợ bảo lưu thích hợp khi gia keo AKD, gia keo AKD được tốt thì độ bảo lưu phải đạt tối ưu
Trang 15Ảnh hưởng của
tinh bột cation và
diện tích bề mặt
III.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia keo AKD
Trang 163.Độ kiềm
- Độ kiềm vừa phải có tác dụng hỗ trợ gia keo lớn nhất
khoảng từ 50 – 200 ppm
- Độ kiềm cao > 400 ppm sẽ thúc đẩy phản ứng thủy phân của AKD
- Sử dụng chất độn CC dễ dẫn đến độ kiềm cao do còn dư
Ca(OH)2 dễ làm cho AKD sau quá trình gia keo bị thủy phân trở lại làm mất tính chống thấm của giấy
gia keo AKD
Trang 174.Nhiệt độ và thời gian gia keo
III.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia keo AKD
- Quá trình tiến hành phản ứng ester hóa giữa AKD và gốc hydroxyl của xơ giấy chỉ đạt được hiệu quả cao khi lựa chọn nhiệt độ và thời gian phản ứng thích
hợp
- Nhiệt độ cao làm quá trình AKD thủy phân tăng
- Trong đa số trường hợp, nhiệt độ thích hợp từ 105 – 1150C và thời gian là 24 giờ Khi sấy giấy ở nhiệt độ quá cao sẽ làm giảm tính chống thấm của giấy
Trang 18Hình 4: Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với gia keo AKD trên hai chất
độn khác nhau
Trang 19CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN
ĐÃ LẮNG NGHE