هيدروكسي إيثيل السليلوز （HEC） في صناعة الورق

I. التطبيقات الأساسية لهيدروكسي إيثيل السليلوز في صناعة الورق

هيدروكسي إيثيل السليلوز هو إيثر السليلوز البوليمرية السليولوزية غير الأيونية القابلة للذوبان في الماء والتي تمتلك خصائص متعددة مثل التكثيف واحتباس الماء والتشتت وتكوين الأغشية. في صناعة الورق، يُستخدم في صناعة الورق كمادة مضافة متعددة الاستخدامات في صناعة الورق تُستخدم على نطاق واسع في عمليات مختلفة بما في ذلك عمليات اللب وصناعة الورق وتحجيم السطح. وهو يعزز خصائص الورق بشكل فعال ويحسن عمليات الإنتاج.

1. عملية اللب: تشتت الألياف ومساعدات الاحتفاظ/التصريف

أثناء عملية اللب، يعمل السليلوز الهيدروكسي إيثيل السليلوز كمشتت للألياف المضافة إلى اللب. حيث تمتص سلاسله الجزيئية على أسطح الألياف، مما يخلق عائقًا فائقًا يمنع تلبد الألياف ويضمن توزيعًا موحدًا داخل اللب. وفي الوقت نفسه، يعمل السليلوز الهيدروكسي إيثيل السليلوز على تحسين معدلات الاحتفاظ بالألياف الدقيقة والمواد المالئة (مثل كربونات الكالسيوم والتلك)، ويسرع من سرعة التصريف في قسم الأسلاك، ويحسن كفاءة ماكينة الورق، ويقلل من نفايات المواد الخام.

مناسب هيدروكسي إيثيل السليلوز وتستفيد الإضافة أثناء عملية اللب من خصائص الربط لإنشاء طبقات متجانسة بين الألياف، مما يعزز التماسك والترابط - وهو أمر مفيد بشكل خاص للأوراق عالية القوة مثل ورق التغليف والدرجات الصناعية. كما ينظم هيدروكسي إيثيل السليلوز أيضًا سيولة اللب ولزوجته، مما يحسن التوحيد ويهيئ الأساس لعمليات التشكيل اللاحقة.

2. عملية صناعة الورق: تعزيز قوة الورق وتحسين قابلية التشكيل

عند استخدامه كمعزز لقوة الورق, هيدروكسي إيثيل السليلوزتشكل السلاسل الجزيئية روابط هيدروجينية مع الألياف، مما يعزز الترابط بين الألياف. وهذا يعزز كلاً من القوة الجافة (قوة الشد وقوة الانفجار وقوة التمزق) والقوة الرطبة، مما يجعله مثاليًا لإنتاج الأوراق الرقيقة والأوراق الثقافية وأوراق التغليف. بالإضافة إلى ذلك، يحسّن هيدروكسي إيثيل السليلوز من انتظام تشكيل الورق، مما يقلل من العيوب مثل ثنائية الجوانب والثقوب والفراغات.

3. عملية تحجيم السطح: تحسين خصائص السطح وقابلية الطباعة

كمكون عامل تحجيم السطح, هيدروكسي إيثيل السليلوز يشكل طبقة واقية كثيفة وموحدة على سطح الورق، مما يحسن بشكل كبير من نعومة السطح وتسطيحه. وهذا يعزز راحة الكتابة وقابلية الطباعة. يُستخدم على نطاق واسع في أوراق الطباعة وأوراق الكتابة للتطبيقات الثقافية، حيث ينتج أنماط طباعة أكثر وضوحًا ودقة مع تقليل نزيف الحبر.

4. تطبيقات الطلاء

في إنتاج الورق المغلف مثل الورق الفني والورق المغلف بالضوء, هيدروكسي إيثيل السليلوز يعمل كمكثف وعامل احتفاظ بالماء للطلاء. فهو يتحكم بفعالية في لزوجة الطلاء ويمنع ترسب الصبغة ويبطئ تبخر الماء، مما يضمن توزيع الطلاء بشكل موحد على الورق الأساسي. ويسمح توافقه الممتاز باستخدامه مع معظم المواد الصمغية والراتنجات والأملاح غير العضوية، مما يقلل من الرغوة أثناء الطلاء ويعزز اللمعان والالتصاق.

5. إنتاج الورق المتخصص: إضافات التعديل الوظيفي

للأوراق المتخصصة مثل ورق الأرشيف وورق الأمان والورق المقاوم للماء, هيدروكسي إيثيل السليلوز يوفر مزايا مصممة خصيصًا: تعزيز الاستقرار الكيميائي وإطالة العمر الافتراضي في ورق المحفوظات؛ تعزيز القوة وتسهيل تكامل الألياف المضادة للتزوير في الورق الأمني؛ التآزر مع عوامل العزل المائي في الورق المقاوم للماء للحفاظ على المرونة والقوة مع ضمان مقاومة الماء.

ثانيًا. مزايا هيدروكسي إيثيل السليلوز في صناعة الورق

1. تعزيز توحيد الورق

يمكن أن يتسبب التشتت غير المتكافئ للألياف في اللب في حدوث عيوب مثل السماكة غير المتساوية والبقع في الورق. هيدروكسي إيثيل السليلوزيضمن عمل التشتت الذي يتميز به هذا المنتج تعليقًا موحدًا للألياف، مما يحسّن جودة تشكيل الألواح بشكل كبير. وهو مناسب بشكل خاص لإنتاج أوراق ثقافية عالية التناسق والصفائح الرقيقة.

2. تعزيز خصائص الورق وتوسيع نطاق التطبيقات

عادةً ما تعاني الأوراق منخفضة الوزن (مثل الأوراق خفيفة الوزن) أو لب الألياف المعاد تدويرها من عدم كفاية القوة. تعمل إضافة HEC على تعزيز الترابط بين الألياف من خلال الترابط الهيدروجيني، مما يعوض عن محدودية قوة الألياف المعاد تدويرها. يتيح ذلك للأوراق تلبية متطلبات الطباعة والتغليف والتطبيقات الأخرى.

3. تحسين كفاءة صناعة الورق وخفض تكاليف الإنتاج

هيدروكسي إيثيل السليلوزتعمل خصائص الاحتفاظ والتصريف على تحسين الاحتفاظ بالحشو (تقليل فقد الحشو)، وتسريع سرعة التصريف في قسم الأسلاك، وتقصير وقت تجفيف الورقة، وزيادة سرعة ماكينة الورق. وفي الوقت نفسه، يقلل من تركيز الماء الأبيض، مما يقلل من ضغط معالجة مياه الصرف الصحي.

4. ضمان جودة طباعة مستقرة

غالبًا ما يُظهر الورق غير المقاس أو رديء المقاس مشكلات مثل ظهور الوبر وتساقط الوبر وتساقط المسحوق واختراق الحبر السريع أثناء الطباعة. تحجيم السطح مع هيدروكسي إيثيل السليلوز يشكل طبقة واقية تعزز قوة سطح الورق والتصاق الحبر، مما يضمن جودة طباعة متسقة.

5. حل مشكلة عدم الاستقرار الوظيفي في الأوراق المتخصصة

في إنتاج الورق المتخصص، يعمل هيدروكسي إيثيل السليلوز في إنتاج الورق المتخصص، يعمل هيدروكسي إيثيل السليلوز كمثبت، مما يضمن تشتتًا موحدًا ويمنع ترسب مكونات الطلاء. ويعزز ذلك الاستقرار الوظيفي في الورق المتخصص - مثل حساسية تطور اللون في الورق الحراري واتساق التحرير في ورق التحرير.

ثالثًا. كيفية اختيار هيدروكسي إيثيل السليلوز عالي الجودة

يجب أن يُظهر السليلوز الهيدروكسي إيثيل السليلوز عالي الجودة درجة نقاء عالية وقابلية ممتازة للذوبان في الماء وأداء مستقر. يمكن للمشترين تقييم واختيار المنتجات بناءً على المعايير الستة التالية:

HEC

1. تحديد المواصفات الفنية للمنتج لمطابقة متطلبات عملية صناعة الورق

المظهر والنقاء: بريميوم هيدروكسي إيثيل السليلوز يجب أن يكون مسحوقًا أبيض إلى أصفر شاحب يتدفق بحرية، عديم الرائحة مع عدم وجود شوائب مرئية. يجب أن يمر 100% من خلال غربال شبكي S.20، مع محتوى غير قابل للذوبان في الماء ≤0.5%. وهذا يمنع الشوائب من التأثير على جودة سطح الورق واستقرار العملية.
درجة الاستبدال المولي (S): يجب أن تتراوح القيمة بين 1.8 و3.0. تؤثر درجة الاستبدال بشكل مباشر على قابلية الذوبان في الماء وقوة الترابط وخصائص تشكيل الأغشية. يؤدي الانخفاض الشديد إلى ضعف الذوبان في الماء، في حين أن الارتفاع الشديد قد يسبب لزوجة غير طبيعية. حدد النطاق المناسب بناءً على مراحل صناعة الورق المحددة.
أداء اللزوجة: يجب أن تقع لزوجة المحلول المائي 2% عند درجة حرارة 25 درجة مئوية في حدود 5-150,000 ملي باسكال في الثانية. ولإضافة اللب، اختر درجات لزوجة متوسطة إلى منخفضة؛ ولعمليات الطلاء، اختر درجات لزوجة متوسطة إلى عالية لضمان تأثيرات السماكة والاحتفاظ بالماء.
نفاذية الضوء والاستقرار: نفاذية الضوء ≥80% تعكس نقاء المنتج وقابليته للذوبان؛ محتوى الرطوبة ≤10%، ومحتوى المادة المتطايرة <5% يمنع التكتل والتحلل أثناء التخزين والاستخدام؛ التحكم في الأس الهيدروجيني بين 0-8.5 لتجنب الإخلال بالتوازن الحمضي القاعدي لللب.

تتميز عمليات صناعة الورق المختلفة بمتطلبات مواصفات هيدروكسي إيثيل السليلوز المختلفة. وتشمل المعايير الرئيسية التي يجب تحديد أولوياتها ما يلي:

2. اختبار قابلية الذوبان في الماء وقابلية التشتت، ومراقبة حالة الذوبان

تعد قابلية الذوبان في الماء مؤشر أداء رئيسي بالنسبة للسليلوز الهيدروكسي إيثيل السليلوز عالي الجودة. وتتم طريقة الاختبار على النحو التالي:

خذ كمية محددة من عينة من هيدروكسي إيثيل السليلوز وأضفها ببطء إلى ماء بدرجة حرارة الغرفة بتركيز 1%-2% مع التقليب جيدًا;

أداء عالي الجودة: ذوبان سريع بدون كتل أو عيون سمك ملحوظة. المحلول المائي الناتج شفاف بشكل موحد، ولا يظهر أي انفصال أو ترسيب بعد 24 ساعة من الوقوف.

أداء منخفض الجودة: بطيء الذوبان عرضة لتكوين كتل صلبة غير قابلة للذوبان. يبدو المحلول المائي عكرًا، مع حدوث انفصال أو ترسيب بعد الوقوف.

3. التحقق من ثبات المنتج لتجنب التباينات في الدفعات

يتطلب إنتاج الورق ثباتًا استثنائيًا من المواد المضافة. يمكن للمشترين أن يطلبوا من الموردين تقديم عينات متعددة الدفعات لاختبار معايير الثبات التالية:

ثبات اللزوجة: تحضير محاليل بتركيزات متطابقة من دفعات مختلفة من HEC واختبار انحراف اللزوجة، والذي يجب أن يكون ≤5%.

مقاومة الأحماض/القلويات: لاحظ تغيرات اللزوجة في محاليل HEC عبر نطاق الأس الهيدروجيني النموذجي لصناعة الورق (6-8). تُظهر المنتجات عالية الجودة الحد الأدنى من تذبذب اللزوجة، بينما تتحلل المنتجات منخفضة الجودة بسهولة في البيئات الحمضية/القلوية، مما يتسبب في انخفاض سريع في اللزوجة.

4. تقييم محتوى النقاء والشوائب للتخفيف من المخاطر الخفية

الفحص البصري: يظهر هيدروكسي إيثيل السليلوز عالي الجودة على شكل مسحوق أبيض أو أصفر باهت بدون شوائب مرئية أو بقع سوداء. أما إذا كان لونه أصفر أو رمادي أو يحتوي على شوائب حبيبية، فمن المحتمل أن تكون درجة النقاء غير مطابقة للمعايير.

طلب تقارير اختبار الطرف الثالث: مطالبة الموردين بتقديم تقارير من مؤسسات موثوقة، مع التركيز على النقاء، والمحتوى المعدني الثقيل، والمذيبات المتبقية، وما إلى ذلك، لضمان الامتثال للمعايير البيئية لصناعة الورق (على سبيل المثال، يجب أن يفي الورق الملامس للأغذية بمتطلبات GB 4806).

5. حدد الدرجات المتخصصة بناءً على سيناريوهات التطبيق

فئات الورق المختلفة لها متطلبات مختلفة من هيدروكسي إيثيل السليلوز؛ تجنب شراء المنتجات العامة بشكل عشوائي:

لإنتاج الورق الثقافي والمكتبي: إعطاء الأولوية لـ هيدروكسي إيثيل السليلوز متوسط إلى منخفض اللزوجة وعالي الإحلال لتعزيز التشتت والقوة.

لإنتاج ورق التغليف وورق الكرافت: اختر السليلوز الهيدروكسي إيثيل السليلوز عالي اللزوجة لتعزيز قوة الانفجار والقوة الرطبة.

لإنتاج الورق المتخصص: طلب درجات مخصصة من الموردين. على سبيل المثال، يجب أن يُظهر هيدروكسي إيثيل السليلوز المخصص للورق الحراري خصائص تشكيل غشاء ممتاز وقابلية للتشتت.

HEC

6. مزالق المشتريات: التحقق من الموردين ذوي السمعة الطيبة وإعطاء الأولوية لخدمة ما بعد البيع

تحقق من أوراق اعتماد الموردين: حدد الشركات المصنعة الرسمية مثل ميكيم للكيماويات مع تراخيص الإنتاج وقدرات البحث والتطوير لتجنب المنتجات دون المستوى من الورش الصغيرة. يقدم موردو الجودة اختبار العينات والدعم الفني والمساعدة في تحسين عمليات الإضافة.

طلب عينات للإنتاج التجريبي: قبل طلبات الشراء بالجملة، احصل على عينات لاختبارها آليًا للتحقق من صحة أداء هيدروكسي إيثيل السليلوز في الإنتاج الفعلي (على سبيل المثال، تحسين قوة الورق، وتغيير معدل الاحتفاظ، وتحسين قابلية الطباعة)، مما يمنع الخسائر الناجمة عن عدم تطابق المنتج.

احذر من فخاخ الأسعار المنخفضة: منخفضة التكلفة هيدروكسي إيثيل السليلوز غالبًا ما تعاني من انخفاض النقاء والمواصفات المزورة. وعلى الرغم من أن تكاليف الشراء الأولية قد تكون منخفضة، إلا أنها تؤدي إلى انخفاض جودة الورق وانخفاض كفاءة الإنتاج، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة التكاليف الإجمالية.

يعالج هيدروكسي إيثيل السليلوز بفعالية المشكلات الأساسية في صناعة الورق مثل تشتت الألياف، وعدم كفاية القوة، وضعف قابلية الطباعة. ويتوقف اختيار المنتجات عالية الجودة على مطابقة مواصفات المعالجة، والتحقق من قابلية الذوبان في الماء والثبات، واختيار الموردين ذوي السمعة الطيبة. ويُنصح المشترون بفحص المنتجات بناءً على فئات الورق ومتطلبات المعالجة الخاصة بهم من خلال التحقق من المعلمات وتجارب العينات لتحقيق خفض التكلفة ومكاسب الكفاءة وتحسين جودة الورق.