Gia keo phân tán

Một phần của tài liệu TIỂU LUẬN MÔN SẢN XUẤT GIẤY Đề tài Tìm hiểu về quá trình gia keo bề mặt giấy (Trang 30 - 32)

Trong hầu hết các trường hợp, keo được đưa vào hệ thống ở dạng các hạt anion riêng rẽ đường kính 0,2-0,5 µm chứa trên 90% axit nhựa tự do. Mỗi hạt chứa các phân tử axit nhựa, và chỉ các phân tử trên bề mặt tham gia phản ứng. (Khác với gia keo dạng xà phòng, phần anion của các phân tử có khả năng phản ứng trực tiếp với phèn trong dung dịch.) Phân tử axit nhựa tự do có rất ít cơ hội phản ứng vì lượng axit nhựa tự do trên bề mặt ít, khơng tan và ít phân ly. Các hạt nhựa tồn tại ở dạng axit nhựa trên bề mặt xơ sợi. Để có được lực hút tĩnh điện giữa các hạt nhựa anion lên bề mặt xơ sợi tích điện âm cần bổ sung chất trợ bảo lưu cation.

Sự hình thành alumini resinat cũng là bắt buộc trong gia keo phân tán. Phần tử Al tích điện dương có thể đáp ứng cả vai trò chất trợ cation và tạo Al resinat. Tuy vậy khác với gia keo xà phòng, alumini phải hấp phụ được trên bề mặt xơ sợi và các chất rắn khác để tiếp xúc với axit nhựa. pH của hệ thống phải điều chỉnh phù hợp.

Arnson, Stratton, và Crowe chỉ ra rằng sự hấp phụ alumini bắt đầu tăng khi pH>4,5. Khoảng pH tối ưu cân bằng trong sử dụng keo phân tán anion là 4,6-5-(5,5).

Cả búi alumina xốp và axit nhựa tự do hấp phụ lên bề mặt xơ sợi, và trong hệ dị thể các phần tử này không thể phản ứng ngay khi tiếp xúc. Keo axit nhựa không kị

nước, nhưng trở nên đẩy nước sau khi tương tác với alumina trong điều kiện nhiệt độ cao ở vùng sấy của máy xeo.

Axit nhựa nóng chảy trong q trình sấy và phân tán trên bề mặt xơ sợi, và bắt đầu phản ứng với nhơm đã hấp phụ. Lớp phủ alumini resinat có tác dụng đẩy nước. Sự khác biệt đáng kể giữa keo phân tán và keo xà phịng là điểm nóng chảy thấp của axit nhựa tự do làm cho phân bố keo dễ và đều đặn hơn, phủ tốt hơn xơ sợi. Điểm nóng chảy thấp làm cho hiệu quả gia keo phân tán tốt hơn so với keo dạng hồ. Phân bố nhiệt độ trong hệ thống sấy cũng tương tự như nhau.

Theo cơ chế này, độ bảo lưu tối ưu của các hạt keo phân tán có thể trùng với độ bảo lưu một lần tối ưu trên máy xeo. Chất trợ bảo lưu được sử dụng là tinh bột cation và chất điện ly tổng hợp.

Vấn đề khác của gia keo là độ nhạy của axit nhựa trong các thiết bị khuấy trộn mạnh như xiclon, sàng, bơm, hòm áp lực và bộ phận lưới. Độ bảo lưu keo tốt đòi hỏi các hạt keo dính trên xơ sợi phải bền với khuấy trộn trước khi lên lưới. Lực đông tụ (colloit) và tương tác tĩnh điện đóng vai trị quan trọng ở đây. Mặc dù tăng tỷ lệ phèn có vẻ cải thiện, nhưng cation polyhydroxy-alumini đã bị hydrat hóa và alumina khơng đủ để tăng sự hấp phụ không thuận nghịch bền với khuấy trộn của các hạt nhựa.

Khi bổ sung tinh bột cation, lượng phèn có thể giảm đi đáng kể, nhưng khơng được nhỏ hơn mức đặc trưng riêng cho loại keo này; nếu khơng các hạt nhựa cịn tự do sẽ dịch chuyển đi và q trình gia keo sẽ khơng hồn thiện. Sự bổ sung các trợ bảo lưu polyme khác có thể tăng đáng kể độ bảo lưu của xơ sợi ngắn và độn trên lưới.

Mặc dù sự khác nhau có thể rất lớn giữa hiệu quả gia keo phân tán và keo xà phịng cho bột giấy khơng chứa bột cơ, nhưng sự khác biệt sẽ không lớn khi tỷ lệ bột cơ tăng lên (hình 6). Tuy nhiên, khi thay đổi pH>5,5 hiệu quả gia keo phân tán tăng đáng kể, trong khi hiệu quả gia keo xà phòng giảm đi. Gia keo bột giấy với 50% bột cơ vẫn khá hiệu quả bằng keo phân tán ở pH 6,5 (hình 6). Trong thí nghiệm, lượng phèn bổ sung như nhau, chỉnh pH cuối bằng xút và cuối cùng bổ sung keo phân tán. Đây là

quy trình gia keo ngượcvà thích hợp cho gia keo phân tán.

Các loại keo phân tán được ổn định bằng polyme cation có bán sẵn trên thị trường. Chúng nhiều hay ít đều bảo lưu nhờ tương tác tĩnh điện giữa các hạt keo cation và xơ sợi anion. Cơ chế giải thích giống với phân tán anion, sự khác nhau là cải thiện độ bảo lưu của hạt keo. Nhu cầu phèn thường giảm đi một nửa so với gia keo phân tán truyền thống. Keo phân tán cation có ưu điểm là có thể trộn trước với phèn, tinh bột cation, hay polyme cation khác. Các sản phẩm thương mại có thể gia keo ở pH~7. Giá thành keo khá cao và sử dụng hạn chế.

Một phần của tài liệu TIỂU LUẬN MÔN SẢN XUẤT GIẤY Đề tài Tìm hiểu về quá trình gia keo bề mặt giấy (Trang 30 - 32)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(66 trang)