Introduction:

Avec le développement de la science et de la technologie modernes, les usages du papier deviennent de plus en plus larges, dont certains nécessitent l'application et le traitement sous l'action de l'eau. Tels que le papier marime tharl, le papier carte spécial, le papier monétaire, le papier pour affiches publicitaires, le papier coton absorbant, le papier nappe, le papier filtre industriel, le papier de base photographique, le papier filtre à thé, etc.

Il est nécessaire de conférer à ce type de papier des performances de résistance à l'état humide, c'est-à-dire d'ajouter des agents de résistance à l'état humide pendant le processus de fabrication du papier ou le processus de finition pour conférer au papier une certaine résistance à l'état humide.

Qu'est-ce qu'un agent de résistance à l'humidité ?

Les fibres sont hydrophiles. Après avoir mouillé le papier, l'eau s'immerge entre les macromolécules de cellulose, coupant les liaisons hydrogène d'origine du papier et les reliant par des ponts d'eau, réduisant ainsi considérablement la résistance du papier.

Habituellement, un papier complètement mouillé par l'eau ne peut conserver que 4 à 10 % de sa résistance à l'état sec d'origine.

À ce stade, la forme de la page papier sera endommagée par une légère force externe.

D'une manière générale, un agent de renforcement qui peut maintenir une résistance à sec de plus de 15% du papier d'origine, après avoir complètement trempé le papier avec de l'eau, est appelé un agent de renforcement de papier humide, également appelé agent de résistance à l'état humide.

Comment fonctionne l'agent de résistance à l'humidité ?

Il existe actuellement deux mécanismes d'agents de résistance à l'humidité : à savoir, la théorie de la protection et la théorie de l'amélioration.

Selon la théorie de la protection, après l'ajout d'un agent de résistance à l'humidité, la réticulation chimique entre les résines formera une structure en réseau qui s'enroule autour de l'hémicellulose. Cette réticulation chimique ne sera pas hydrolysée, empêchant ainsi l'absorption d'eau et le gonflement de l'hémicellulose et atténuant la réduction de la résistance du papier dans des conditions humides.

Selon la théorie de l'amélioration, l'ajout d'un agent de résistance à l'état humide forme une liaison chimique avec la fibre et renforce en même temps la liaison hydrogène interne. Les résines thermodurcissables contiennent des groupes fonctionnels hautement actifs, qui forment une liaison covalente avec des groupes hydroxyle dans les fibres. Les liaisons covalentes ne seront pas rompues par le mouillage du papier.

Les deux théories ci-dessus ne sont pas contradictoires. Pour de nombreux agents de résistance à l'état humide, les deux théories fonctionnent souvent en même temps.

Quels sont les exhausteurs couramment utilisés ?

Actuellement, les agents de renforcement utilisés dans l'industrie papetière sont principalement la résine polyamide épichlorhydrine (ci-après dénommée résine PAE), la résine mélamine formaldéhyde (ci-après dénommée résine MF) et la résine urée formaldéhyde (ci-après dénommée résine UF).

Polyamide épichlorhydrine (PAE) : La résine PAE est thermodurcissable et peut être polymérisée en soluble dans l'eau par chauffage. Par conséquent, la température de stockage doit être inférieure à 30 ℃. Le PAE doit être stocké dans des conditions acides pour empêcher la formation de groupes époxy, et un alcali doit être ajouté pendant l'utilisation.

L'époxyde et l'hydroxyle de fibre forment une structure réticulée pour produire la résistance à l'état humide requise. Lorsque le pH de la solution est supérieur à 5,0, un gel se forme dans la solution diluée. Afin de maintenir la stabilité de la résine, la résine PAE doit être acidifiée à un pH de 3,5 ~ 6,0 à la fin de la préparation.

La résine PAE peut choisir un agent de renforcement anionique à partager avec elle, ce qui peut facilement produire un effet de renforcement. Les résines anioniques efficaces sont l'APAM et la carboxyméthylcellulose ou le latex anionique.

Résine urée formaldéhyde (UF) : La résine urée formaldéhyde est une substance résineuse formée par la polycondensation de CO (NH2) 2 et de formaldéhyde (CH2O). Au cours du processus de polycondensation, le poids moléculaire augmente, la viscosité du milieu réactionnel augmente continuellement et la réaction se poursuit. La résine devient insoluble dans l'eau. Par conséquent, la réaction de polycondensation peut obtenir des produits hydrosolubles et solubles dans les solvants organiques selon des conditions contrôlées.

Les résines d'urée formaldéhyde et de mélamine formaldéhyde sont largement utilisées dans l'industrie. En plus de conférer de la résistance au papier, ils peuvent également augmenter sa résistance à l'usure, sa résistance au pliage, son allongement, sa résistance à la déchirure du papier humide et sa stabilité au rétrécissement de la bande.

Des expériences ont montré que lors de l'utilisation de résine de mélamine dans le réservoir, plus le temps de durcissement de la résine est court, plus la résistance à l'état humide est élevée. La différence de résistance à l'état humide augmente avec l'augmentation de l'ajout de résine.

Lors de l'utilisation de la résine dans le réservoir, le rapport du groupe amino au formaldéhyde a une influence sur l'efficacité de la résistance à l'état humide. Plus la teneur en formaldéhyde est élevée, plus l'efficacité de la résistance à l'état humide est élevée.

Résine de mélamine (MF) : La résine de mélamine fait référence à une substance résineuse formée par la polycondensation de mélamine C3N3 (NH2) 3 et de formaldéhyde (CH2O).

Ses propriétés sont similaires à celles de la résine urée formaldéhyde, qui appartiennent toutes deux à la catégorie des résines aminées.

Il peut réagir avec six molécules de formaldéhyde pour former de l'hexaméthylm élamine.

L'application de résine de mélamine soluble dans l'eau à la pâte dans le batteur peut améliorer la résistance à l'état humide du papier.

En raison des charges différentes entre la résine de mélamine et les fibres de pâte, la résine adhère à la surface des fibres en raison de l'attraction électrostatique. Ainsi, il augmente la force de liaison entre les fibres et réduit la déformation du papier.

De plus, la pâte contient de la résine de mélamine, ce qui réduit le gonflement des fibres. C'est la raison fondamentale de la déformation réduite du papier pendant les périodes sèches et humides. La diminution de la déformation par gonflement signifie une augmentation de la résistance à l'état humide.

Polyéthylèneimine (PEI): La méthode originale de fabrication du monomère polyéthylèneimine consiste à faire réagir de l'éthanolamine avec de l'acide sulfurique pour générer de l'acide aminoéthylsulfurique. Ensuite, il sera réalisé en ajoutant un alcali pour le convertir en éthylèneimine, en contrôlant la réaction de polymérisation et en utilisant divers catalyseurs acides. La toxicité du monomère est très forte, mais le polymère est une substance sûre.

Le mécanisme d'action de la polyéthylèneimine est similaire à celui des résines anioniques UF et MF, mais le niveau de résistance à l'humidité qui en résulte est inférieur à celui des résines thermodurcissables.