Hydroxyethylcellulose（HEC）in der Papierherstellung

I. Hauptanwendungen von Hydroxyethylcellulose in der Papierherstellung

Hydroxyethylcellulose ist ein nichtionischer, wasserlöslicher, polymerer Celluloseether mit vielfältigen Eigenschaften wie Verdickung, Wasserbindung, Dispersion und Filmbildung. In der Papierindustrie dient er als vielseitiges Additiv für die Papierherstellung, das in verschiedenen Prozessen wie Zellstoffaufschluss, Papierherstellung und Oberflächenleimung eingesetzt wird. Es verbessert effektiv die Papiereigenschaften und optimiert die Produktionsprozesse.

1. Aufschlussverfahren: Faserdispersion und Retentions-/Drainagehilfe

Bei der Zellstoffherstellung fungiert Hydroxyethylcellulose als Faserdispergiermittel, das dem Zellstoff zugesetzt wird. Die Molekülketten der Hydroxyethylcellulose lagern sich an die Faseroberflächen an und bilden ein sterisches Hindernis, das eine Ausflockung der Fasern verhindert und eine gleichmäßige Verteilung innerhalb des Zellstoffs gewährleistet. Gleichzeitig erhöht Hydroxyethylcellulose die Retentionsrate von feinen Fasern und Füllstoffen (z. B. Kalziumkarbonat, Talkum), beschleunigt die Entwässerungsgeschwindigkeit in der Siebpartie, verbessert die Effizienz der Papiermaschine und reduziert den Rohstoffabfall.

Angemessen Hydroxyethylcellulose Die Zugabe von Hydroxyethylcellulose während des Aufschlusses nutzt ihre Bindungseigenschaften, um gleichmäßige Schichten zwischen den Fasern zu erzeugen und die Kohäsion und Bindung zu stärken - besonders vorteilhaft bei hochfesten Papieren wie Verpackungs- und Industriepapieren. Hydroxyethylcellulose reguliert auch die Fließfähigkeit und Viskosität des Zellstoffs, optimiert die Gleichmäßigkeit und bereitet die Grundlage für nachfolgende Formgebungsverfahren.

2. Papierherstellungsprozess: Erhöhung der Papierfestigkeit und Verbesserung der Formbarkeit

Bei Verwendung als Papierstärkungsmittel, HydroxyethylcelluloseDie Molekülketten bilden Wasserstoffbrücken mit den Fasern und stärken so die Bindung zwischen den Fasern. Dadurch wird sowohl die Trockenfestigkeit (Zugfestigkeit, Berstfestigkeit, Reißfestigkeit) als auch die Nassfestigkeit erhöht, was es ideal für die Herstellung von dünnen Papieren, Kultur- und Verpackungspapieren macht. Darüber hinaus verbessert Hydroxyethylcellulose die Gleichmäßigkeit der Blattbildung und reduziert Fehler wie Zweiseitigkeit, Nadellöcher und Hohlräume.

3. Prozess der Oberflächenleimung: Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und der Druckfähigkeit

Als Bestandteil eines Oberflächenleimungsmittels, Hydroxyethylcellulose bildet einen dichten, gleichmäßigen Schutzfilm auf der Papieroberfläche, der die Glätte und Ebenheit der Oberfläche deutlich verbessert. Dies erhöht den Schreibkomfort und die Druckfähigkeit. Es wird häufig in Druck- und Schreibpapieren für kulturelle Anwendungen verwendet und sorgt für klarere, feinere Druckmuster bei gleichzeitiger Reduzierung des Tintenausblutens.

4. Beschichtungsanwendungen

Bei der Herstellung von gestrichenen Papieren wie Kunstdruckpapier und leicht gestrichenem Papier, Hydroxyethylcellulose dient als Verdickungsmittel und Wasserrückhaltemittel für Beschichtungen. Es kontrolliert effektiv die Viskosität der Beschichtung, verhindert das Absetzen von Pigmenten und verlangsamt die Wasserverdunstung, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Beschichtung auf dem Rohpapier gewährleistet wird. Seine ausgezeichnete Kompatibilität ermöglicht die Verwendung mit den meisten Gummen, Harzen und anorganischen Salzen, reduziert die Schaumbildung während der Beschichtung und verbessert den Glanz und die Haftung.

5. Spezialpapierherstellung: Funktionale Modifizierungsadditive

Für Spezialpapiere wie Archivpapier, Sicherheitspapier und wasserfestes Papier, Hydroxyethylcellulose bietet maßgeschneiderte Vorteile: Verbesserung der chemischen Stabilität und Verlängerung der Haltbarkeit von Archivpapier; Erhöhung der Festigkeit und Erleichterung der Integration von fälschungssicheren Fasern in Sicherheitspapier; Synergie mit wasserabweisenden Mitteln in wasserfestem Papier, um Flexibilität und Festigkeit zu erhalten und gleichzeitig Wasserbeständigkeit zu gewährleisten.

II. Vorteile von Hydroxyethylcellulose bei der Papierherstellung

1. Verbesserung der Papiergleichmäßigkeit

Eine ungleichmäßige Verteilung der Fasern im Zellstoff kann zu Mängeln wie ungleichmäßiger Dicke und Flecken im Papier führen. Hydroxyethylcellulosesorgt für eine gleichmäßige Fasersuspension, was die Qualität der Blattbildung deutlich verbessert. Es ist besonders geeignet für die Herstellung von Kulturpapieren und dünnen Blättern mit hoher Gleichmäßigkeit.

2. Stärkung der Papiereigenschaften und Ausweitung der Anwendungen

Papiere mit geringer Grammatur (z. B. Leichtgewichtspapiere) oder Recyclingfaser-Zellstoff leiden häufig unter unzureichender Festigkeit. Durch die Zugabe von HEC wird die Bindung zwischen den Fasern durch Wasserstoffbrückenbindungen verbessert, wodurch die Festigkeitsbeschränkungen von Recyclingfasern ausgeglichen werden. Auf diese Weise können Papiere die Anforderungen für Druck-, Verpackungs- und andere Anwendungen erfüllen.

3. Verbesserung der Effizienz der Papierherstellung und Senkung der Produktionskosten

HydroxyethylcelluloseDie Retentions- und Entwässerungseigenschaften verbessern die Füllstoffretention (Verringerung des Füllstoffverlustes), beschleunigen die Entwässerungsgeschwindigkeit in der Siebpartie, verkürzen die Trocknungszeit des Blattes und erhöhen die Geschwindigkeit der Papiermaschine. Gleichzeitig wird die Siebwasserkonzentration gesenkt und der Druck auf die Abwasserbehandlung reduziert.

4. Sicherstellung einer stabilen Druckqualität

Ungeleimtes oder schlecht geleimtes Papier weist häufig Probleme auf wie Durchscheinen, Fussel- und Puderabwurf sowie schnelles Eindringen von Tinte beim Druck. Oberflächenleimung mit Hydroxyethylcellulose bildet einen Schutzfilm, der die Festigkeit der Papieroberfläche und die Tintenhaftung verbessert und eine gleichbleibende Druckqualität gewährleistet.

5. Lösung der funktionalen Instabilität von Spezialpapieren

Bei der Herstellung von Spezialpapieren wirkt Hydroxyethylcellulose als Stabilisator, der eine gleichmäßige Dispersion gewährleistet und das Absetzen von Streichkomponenten verhindert. Dies verbessert die funktionale Stabilität von Spezialpapieren, wie z. B. die Farbentwicklungsempfindlichkeit von Thermopapier und die Trennmittelkonsistenz von Trennpapier.

III. Wie man hochwertige Hydroxyethylcellulose auswählt

Hochwertige Hydroxyethylcellulose muss einen hohen Reinheitsgrad, eine ausgezeichnete Wasserlöslichkeit und eine stabile Leistung aufweisen. Käufer können Produkte anhand der folgenden sechs Kriterien bewerten und auswählen:

HEC

1. Definition der technischen Produktspezifikationen entsprechend den Anforderungen des Papierherstellungsprozesses

Äußeres Erscheinungsbild und Reinheit: Prämie Hydroxyethylcellulose sollte ein weißes bis blassgelbes, frei fließendes Pulver sein, geruchlos und ohne sichtbare Verunreinigungen. Es muss 100% durch ein Sieb mit Maschenweite S.20 passieren, wobei der wasserunlösliche Anteil ≤0,5% sein muss. Dadurch wird verhindert, dass Verunreinigungen die Qualität der Papieroberfläche und die Prozessstabilität beeinträchtigen.
Molarer Substitutionsgrad (S): Der Wert sollte zwischen 1,8 und 3,0 liegen. Der Substitutionsgrad wirkt sich direkt auf die Wasserlöslichkeit, die Bindungsstärke und die filmbildenden Eigenschaften aus. Ein zu niedriger Wert führt zu einer schlechten Wasserlöslichkeit, während ein zu hoher Wert eine anormale Viskosität verursachen kann. Wählen Sie den geeigneten Bereich auf der Grundlage der spezifischen Papierherstellungsstufen.
Viskosität Leistung: Die Viskosität einer wässrigen 2%-Lösung bei 25°C muss zwischen 5 und 150.000 mPa-s liegen. Für die Zugabe von Zellstoff sind mittel- bis niedrigviskose Typen zu wählen; für Beschichtungsprozesse sind mittel- bis hochviskose Typen zu wählen, um Verdickungs- und Wasserrückhalteeffekte zu gewährleisten.
Lichtdurchlässigkeit und Stabilität: Die Lichtdurchlässigkeit ≥80% spiegelt die Reinheit und Löslichkeit des Produkts wider; der Feuchtigkeitsgehalt ≤10% und der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen <5% verhindern das Verklumpen und den Abbau während der Lagerung und Verwendung; der pH-Wert wird zwischen 0-8,5 kontrolliert, um eine Störung des Säure-Basen-Gleichgewichts des Zellstoffs zu vermeiden.

Verschiedene Papierherstellungsprozesse haben unterschiedliche Anforderungen an die Hydroxyethylcellulose. Zu den wichtigsten zu priorisierenden Parametern gehören:

2. Wasserlöslichkeit und Dispergierbarkeit prüfen, Auflösungszustand beobachten

Die Wasserlöslichkeit ist ein wichtiger Leistungsindikator für hochwertige Hydroxyethylcellulose. Die Prüfmethode ist wie folgt:

Man nimmt eine bestimmte Menge Hydroxyethylcellulose und gibt sie langsam in Wasser bei Raumtemperatur in einer Konzentration von 1%-2%, wobei man gründlich rührt;

Hochwertige Leistung: Schnelle Auflösung ohne erkennbare Klumpen oder Fischaugen. Die resultierende wässrige Lösung ist gleichmäßig transparent und zeigt nach 24 Stunden Standzeit keine Trennung oder Ausfällung.

Qualitativ minderwertige Leistung: Langsame Auflösung, neigt zur Bildung unlöslicher harter Klumpen. Die wässrige Lösung erscheint trübe, wobei nach dem Stehen eine Trennung oder Ausfällung erfolgt.

3. Überprüfen Sie die Produktstabilität, um Chargenschwankungen zu vermeiden

Die Papierherstellung erfordert eine außergewöhnliche Stabilität der Zusatzstoffe. Die Käufer können von den Lieferanten verlangen, dass sie mehrere Chargenproben zur Prüfung der folgenden Stabilitätsparameter bereitstellen:

Viskositätsstabilität: Lösungen mit identischer Konzentration aus verschiedenen HEC-Chargen herstellen und die Viskositätsabweichung prüfen, die ≤5% sein sollte.

Beständigkeit gegen Säuren und Laugen: Beobachten Sie die Viskositätsänderungen in HEC-Lösungen über den für die Papierherstellung typischen pH-Bereich (6-8). Hochwertige Produkte weisen nur minimale Viskositätsschwankungen auf, während minderwertige Produkte in sauren/alkalischen Umgebungen leicht hydrolysieren, was zu einem schnellen Viskositätsabfall führt.

4. Bewertung der Reinheit und des Gehalts an Verunreinigungen, um versteckte Risiken zu mindern

Sichtprüfung: Hochwertige Hydroxyethylcellulose erscheint als weißes oder blassgelbes Pulver ohne sichtbare Verunreinigungen oder schwarze Flecken. Wenn es gelblich oder gräulich ist oder körnige Verunreinigungen enthält, entspricht die Reinheit wahrscheinlich nicht den Normen.

Fordern Sie Prüfberichte Dritter an: Verlangen Sie von den Lieferanten Berichte von maßgeblichen Institutionen, die sich auf Reinheit, Schwermetallgehalt, Lösungsmittelrückstände usw. konzentrieren, um die Einhaltung der Umweltstandards der Papierindustrie zu gewährleisten (z. B. muss Papier mit Lebensmittelkontakt die Anforderungen der GB 4806 erfüllen).

5. Auswahl spezialisierter Sorten auf der Grundlage von Anwendungsszenarien

Verschiedene Papierkategorien haben unterschiedliche Anforderungen an Hydroxyethylcellulose; vermeiden Sie den wahllosen Kauf von Gattungsprodukten:

Für die Produktion von Kultur- und Büropapier: Bevorzugen Sie Hydroxyethylcellulose mit mittlerer bis niedriger Viskosität und hoher Substitution, um Dispersion und Festigkeit zu verbessern.

Für die Herstellung von Verpackungspapier und Kraftpapier: Wählen Sie hochviskose Hydroxyethylcellulose, um die Berstfestigkeit und Nassfestigkeit zu erhöhen.

Für die Herstellung von Spezialpapier: Fordern Sie von Ihren Lieferanten maßgeschneiderte Qualitäten an. Thermopapier-spezifische Hydroxyethylcellulose muss zum Beispiel hervorragende Filmbildungseigenschaften und Dispergierbarkeit aufweisen.

HEC

6. Fallstricke bei der Beschaffung: Überprüfen Sie seriöse Lieferanten und legen Sie Wert auf Kundendienst

Überprüfen Sie die Referenzen der Lieferanten: Wählen Sie formale Hersteller wie Mikem Chemisch mit Produktionslizenzen und F&E-Kapazitäten, um minderwertige Produkte aus kleinen Werkstätten zu vermeiden. Qualitätsanbieter bieten Mustertests, technische Unterstützung und Hilfe bei der Optimierung von Additionsprozessen.

Fordern Sie Muster für eine Probeproduktion an: Bevor Sie eine Großbestellung aufgeben, sollten Sie sich Muster für Maschinentests besorgen, um die Leistung von Hydroxyethylcellulose in der tatsächlichen Produktion zu validieren (z. B. Verbesserung der Papierfestigkeit, Änderung der Retentionsrate, Verbesserung der Bedruckbarkeit) und so Verluste aufgrund von Produktfehlern zu vermeiden.

Hüten Sie sich vor Niedrigpreis-Fallen: Kostengünstig Hydroxyethylcellulose leidet oft unter geringer Reinheit und gefälschten Spezifikationen. Die anfänglichen Beschaffungskosten mögen zwar niedrig sein, doch führt dies zu einer geringeren Papierqualität und einer geringeren Produktionseffizienz, was letztlich die Gesamtkosten erhöht.

Hydroxyethylcellulose ist eine wirksame Lösung für zentrale Probleme bei der Papierherstellung wie Faserdispersion, unzureichende Festigkeit und schlechte Bedruckbarkeit. Bei der Auswahl hochwertiger Produkte kommt es darauf an, die Prozessspezifikationen zu erfüllen, die Wasserlöslichkeit und -stabilität zu prüfen und seriöse Lieferanten auszuwählen. Den Käufern wird empfohlen, die Produkte auf der Grundlage ihrer spezifischen Papierkategorien und Prozessanforderungen durch Parameterüberprüfung und Musterversuche zu prüfen, um Kosteneinsparungen, Effizienzsteigerungen und eine verbesserte Papierqualität zu erzielen.