2.3 Giới thiệu về sự bảo lưu
2.4.4 Các hệ bảo lưu
2.4.4.1 Hệ bảo lưu một thành phần với cơ chế trung hòa điện tích
bột cation mạch ngắn).
Chất bảo lưu hệ này thường được gia vào dòng bột tại bể chứa đầu máy.
Cơ chế bảo lưu các hạt mịn trong hệ này là: các hạt mịn (chất độn, hạt keo chống thấm, sơ sợi mịn)
12
cation ền phù sẽ làm
trung hòa điện tích
.4.4.2 Hệ bảo lưu một cation polymer hữu c khối lượng phân tử thấp với cơ hế “miếng vá” hay cơ chế kết bông kiểu đắp
Các hóa chất sử d là cation polymer khối
c polyethyleneimide (PEI), hoặc polyac
ng. Sau đó nhờ lực hút tĩnh điện, các bông này có
o lưu hệ này có
vô cơ hoặc cation polymer mạch ngắn. Khi chất điện ly được cho vào huy
giảm bề dày lớp điện tích kép. Các ion trái dấu cho thêm vào làm giảm thế năng bề mặt do vậy cũng làm giảm thế năng tương tác. Các hạt lúc này có thể tiến lại gần nhau hơn và gây ra sự keo tụ, các hạt mịn không đẩy nhau hoặc không bị đẩy ra khỏi bề mặt xơ sợi do tích điện cùng dấu nữa, chúng có thể bám được lên bề mặt xơ sợi nhờ lực hút tĩnh điện hoặc cơ chế kết bông.
Tỷ lệ sử dụng phèn: khoảng 2-3% so với bột khô tuyệt đối.
Giảm lớp điện tích kép
Hình 2.8 Cơ chế
2 ơ
c
ụng làm chất bảo lưu trong hệ này
lượng phân tử thấp: thí dụ như tinh bột cation khối lượng phân tử thấp, polyamines (PA), hoặc polyamideamines (PAA), hoặ
rylamide khối lượng phân tử thấp (C PAM LMW). Các polymer này có mạch tương đối ngắn và mật độ diện dương cao.
Cơ chế bảo lưu các hạt mịn trong hệ này như sau: mỗi phân tử cation polymer có thể chứa vài điện tích dương nên nó có thể kết dính với một vài hạt mịn tạo thành sự kết bông mà cả bông này tích điện dươ
thể bám lên bề mặt xơ sợi tạo thành những điểm như là những đốm vá.
Các bông kết tụ có thể bị phá vỡ khi gặp sự khuấy trộn mạnh khi qua bơm quạt, nhưng sau đó sự kết bông dễ dàng được phục hồi lại. Nghĩa là sự khuấy trộn không ảnh hưởng nhiều tới hiệu quả sử dụng của các chất bảo lưu này. Chất bả
thể được gia vào dòng bột tại bể chứa đầu máy hoặc ngay tại diểm trước khi vào thùng đầu.
13
Tỷ lệ dùng chất bảo lưu: khoảng 1 % so với bột KTĐ nghĩa là khoảng 10 Kg cho một tấn giấy.
Hình 2.9 Cơ chế bảo lưu kiểu miếng vá
2.4.4.3 Hệ bảo lưu một cation polyme hữu cơ khối lượng phân tử lớn với cơ chế bảo lưu kiểu “bắc cầu”
Các hoá chất sử dụ ation polyme khối
PEO). Các polyme này có mạch tương đối dài, mật độ điện tích dư
yme này đủ dài để tạo thành cầu nối giữa hai hay nhiều xơ sợi lại với
ng làm chất bảo lưu trong hệ này là: c
lượng phân tử lớn, thí dụ như: Polyacrylamide khối lượng phân tử lớn (PAM HMW), hoặc polyethyleneoxide(
ơng trung bình.
Cơ chế bảo lưu: nhờ điện tích dương trong các phân tử polyme mà các hạt chất độn tích điện âm bám lên các phân tử polyme, sau đó phân tử polyme này có thể bám lên xơ sợi . Phân tử pol
nhau, kết quả là tạo thành bông liên kết giữa các hạt chất độn, các polyme chất bảo lưu các xơ sợi ( mỗi bông kết tụ chứa khoảng 10 phân tử caton polyme). Các bông kết tụ này có thể bị phá vỡ khi gặp sự khuấy trộn mạnh và sau đó không có khả năng phục hồi lại. Nói cách khác: sự khuấy trộn mạnh làm giảm hiệu quả sử dụng của hệ bảo lưu kiểu bắc cầu. Để hạn chế hậu quả của sự khuấy trộn thì người ta thường gia chất cation polyme tại vị trí ngay trước khi vào thùng đầu.
Tỷ lệ dùng chất bảo lưu: khoảng 0,5 kg/tấn giấy
14
Hình 2.10 Cơ chế bảo lưu kiểu bắc cầu 2.4.4.4 Hệ bảo lưu hai polyme và cơ chế bảo lưu kiểu phức hợp
Các hóa chất dùng trong hệ bảo lưu này gồm hai thành phần một là cation polyme, một là anion polyme được gia vào dòng bột tại hai vị trí khác nhau:
Một cation polyme khối lượng phân tử thấp ( C-PAM), polymêthylenimine (PEI). Chất này thường được gia vào dòng bột tại bể chứa đầu máy hoặc trước bơm quạt hoặc trước khi vào sàng tinh. Tỷ lệ dùng khoảng: nếu là tinh bột cation: 10kg/tấn giấy, nếu là CPAM: 400g/tấn giấy.
Một anion polyme khối lượng phân tử lớn, thí dụ như: anionic polyacrylamide khối lượng phân tử lớn(A-PAM HMW). Chất này thường được gia vào dòng bột ngay trước khi vào thùng đầu. Tỷ lệ dùng khoảng 2,5 kg/tấn giấy.
Tinh bột cation dùng kèm với APAM là hay được áp dụng nhất.
Cơ chế bảo lưu: cation polyme được sử dụng trước sẽ kết dính với các hạt chất độn, các hạt keo chống thấm, rồi bám lên xơ sợi tạo thành các bông kết tụ tương tự như trong cơ chế bảo lưu dạng miếng vá. Cation polyme được gia vào dòng bột tại bể chứa đầu máy( machine chest). Sau đó, khi đi qua bơm quạt, sự khuấy trộn mãnh liệt sẽ phá vỡ các bông kết tụ này, tạo thành các phần tử nhỏ tích điện dương. Sau cùng mới gia thêm anion polyme vào dòng bột để tạo thành liênkết kiểu “bắc cầu” giữa các phần tử tích điện dương lại với nhau.Trong hệ bảo lưu hai polyme các bông kết tụ có kích thước lớn nên khả năng phân tán không cao, tạo thành tờ giấy khó đều. Hiệu quả sử dụng của hệ bảo lưu hai thành phần thường cao hơn hiệu quả của hệ một thành phần.
15
Hình 2.11 Cơ chế bảo lưu kiểu phức hợp
2.4.4.5 Hệ bảo lưu vi hạt
Các hóa chất dùng trong hệ bảo lưu vi hạt gồm ba thành phần là:
- Chất đông tụ cationic: có thể là chất vô cơ như phèn nhôm, hoặc là polyaluminum chloride (PAC), hoặc chất hữu cơ như polyamine. Chất đông tụ này được gia vào dòng bột tại bể chứa đầu máy. Tỷ lệ sử dụng PAC khoảng 2,5 kg/tấn giấy.
- Chất tạo bông sơ cấp: là cation polyme thí dụ tinh bột cation, hoặc cation polyacrylamide(CPAM). Chất này được gia vào dòng bột tại nơi có độ khuấy trộn cao(
trước khi vào bơm quạt). Tỷ lệ sử dung: 4kg tinh bột cation mật độ điện dương cao/tấn giấy.
- Các hạt anion kích thước cực nhỏ (hạt anionic nanoparticle), thí dụ như keo silicânionic, bentonite. Các chất này được gia vào dòng bột sau cùng, ngay trước khi vào thùng đầu. Tỷ lệ sử dụng: 7,5kg/tấn giấy.
Cơ chế bảo lưu: khi các chất kết tụ polymer cation được gia vào dòng bột trước, sẽ xảy ra hiện tượng kết tụ các cation polymer với các hạt mịn trong dòng bột, rồi khi dòng bột đi qua bơm quạt, sự khuấy trộn mãnh liệt phá các bông kết tụ, tạo thành các phần tử tích điện dương lại với nhau. Kết quả là tạo thành các bông kết tụ có kích thước nhỏ hơn hẳn so với các bông kết tụ trong hệ bảo lưu 2 polymer, nên chúng dễ phân tán hơn và tờ giấy được tạo thành đều hơn so với khi sử dụng hệ bảo lưu hai polymer.
16
Hình 2.12 Cơ chế bảo lưu vi hạt 2.4.4.6 Hệ keo tụ mạng
Cơ chế keo tụ mạng dựa vào tương tác liên kết hydro, ví dụ như hệ keo phenolic và polyetylenoxyt (PEO) anionic hay bentonit polyacrylamid anionic. Cơ chế liên kết hydro đặc biệt hữu ích trong hệ bị nhiễm có độ dẫn điện cao và làm triệt tiêu tương tác tĩnh điện. Tên gọi của kiểu keo tụ này bắt nguồn từ mạng hình thành giữa hai thành phần thêm vào huyền phù bột. Mạng không ổn định, giữ sợi mịn và chất độn bằng sự hút giữ. Một cơ chế khác cho rằng keo tụ kiểu bắc cầu được ưu tiên và sự gia tăng độ cứng của mạch PEO nhờ thành phần nhựa phenolic. Hoặc theo đề nghị của Pelton, có sự hình thành phức của nhựa PEO – phenolic và phức này tập hợp rồi bám dính vào bề mặt sợi.
17