معرفی مواد شیمیایی کاغذسازی

به گزارش بولتن نیوز، صنعت کاغذسازی یکی از صنایع حیاتی در جهان است که برای تولید کاغذ، بسته‌بندی، مقوا و محصولات مشابه از مواد اولیه‌ای همچون چوب یا الیاف گیاهی استفاده می‌کند. در این فرایند، علاوه بر مواد اولیه، مواد شیمیایی متعددی نیز به کار می‌روند تا کیفیت کاغذ تولیدی را بهبود بخشند و هزینه‌های ساخت را کاهش دهند. مواد شیمیایی کاغذسازی باعث می‌شوند تا محصول نهایی مقاومت خوبی در برابر آب، زرد شدن و کشیدگی پیدا کند.

در این مقاله به صورت خلاصه، رایج‌ترین مواد شیمیایی کاغذسازی را به شما معرفی خواهیم کرد.

مواد سفیدکننده

سفیدسازی یکی از مراحل اصلی در فرایند کاغذسازی به شمار می‌رود که برای بهبود سفیدی خمیر کاغذ و تولید کاغذهای با کیفیت بالا، صورت می‌پذیرد. مواد شیمیایی زیر به حذف رنگ طبیعی چوب و سفید شدن محلول نهایی کمک می‌کنند:

·         کلرین (Cl2): کلرین یکی از قدیمی‌ترین و شناخته‌شده‌ترین مواد سفیدکننده است. این ماده شیمیایی برای از بین بردن رنگ زرد چوب و درآوردن خمیر کاغذ به رنگ سفید استفاده می‌شود. با این حال، استفاده از آن به خاطر تولید محصولات جانبی خطرناکی همچون دی‌اکسید کربن و دی‌اکسید کلر (که به محیط زیست آسیب می‌زنند)، امروزه کاهش یافته است.

·         دی‌اکسید کلر (ClO2): این ماده شیمیایی به عنوان یک جایگزین ایمن‌تر برای کلرین مورد استفاده قرار می‌گیرد. دی‌اکسید کلر به دلیل قدرت بالایی که در سفید کردن کاغذ دارد و آسیب کمتری نیز به محیط زیست وارد می‌نماید، به عنوان یک سفیدکننده غالب مصرف می‌شود.

·         پراکسید هیدروژن (H2O2): این ماده شیمیایی یک سفیدکننده غیرسمی است که به ویژه در تولید کاغذهای سفید و بدون کلر استفاده می‌شود. پراکسید هیدروژن به شکل مؤثری رنگ طبیعی چوب را از بین برده و کیفیت بالاتری به خمیر کاغذ می‌بخشد.

·         آمونیوم پر سولفات (APS): این ماده خاصیت اکسیداسیون بسیار بالایی داشته و در ترکیب با نشاسته، می‌تواند خاصیت ویسکوزیته آن را بهبود ببخشد. استفاده از این ماده نگهدارنده و البته سفیدکننده در روند کاغذسازی، باعث کاهش هزینه‌های تولید هم می‌شود.

مواد تقویت‌کننده

برای تقویت خاصیت‌های مکانیکی کاغذ مانند مقاومت نسبت به پارگی، کشش و البته انعطاف‌پذیری، از مواد شیمیایی مختلفی استفاده می‌شود که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

·         رزین‌ها: رزین‌های مختلف مانند پلی‌استر و پلی‌اکریلیک به کاغذ افزوده می‌شوند تا خواص مکانیکی آن‌ها بهبود بخشند. این مواد مقاومت کاغذها را در برابر پارگی و کشش افزایش می‌دهند و همچنین باعث می‌شوند که در برابر رطوبت و آلودگی نیز مقاوم باشند.

·         پلی‌الکترولیت‌ها: این مواد شیمیایی برای افزایش میزان چسبندگی الیاف و تقویت طول عمر محصول نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پلی‌الکترولیت‌ها معمولاً در فرایند پالایش کاغذ مورد استفاده قرار گرفته و هدف آن‌ها افزایش کیفیت و بهبود خواص مکانیکی کاغذ است.

مواد ضدزردی

یکی از مشکلات رایج در صنعت تولید کاغذ، زرد شدن آن پس از گذشت زمان است. این تغییر رنگ می‌تواند به دلیل اکسیداسیون یا عوامل محیطی رخ دهد اما اضافه کردن مواد شیمیایی ضدزردی زیر به جلوگیری از این فرآیند کمک خواهد کرد:

·         سدیم بورهیدرید (NaBH4): این ماده شیمیایی جهت جلوگیری از اکسیداسیون کاغذ و ماندگاری رنگ سفید آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. سدیم بورهیدرید به جلوگیری از زرد شدن کاغذها کمک کرده و باعث می‌شود تا مدت زمان بیشتری سفید و تازه باقی بماند.

·         اسید سیتریک (Citric acid): اسید سیتریک یک آنتی‌اکسیدان طبیعی است که برای جلوگیری از تغییر رنگ و زرد شدن کاغذ استفاده می‌شود. این ماده شیمیایی گرچه اغلب در فرایندهای سفیدسازی به کار می‌رود تأثیر زیادی نیز در بهبود ویژگی‌های دیگر کاغذ دارد.

مواد ضدآب

این مواد برای افزایش مقاومت کاغذ در برابر آب و رطوبت به کار می‌روند و هدف اصلی آن‌ها تنظیم جوهرپذیری محصول است، هرچند اهداف دیگری را نیز دنبال می‌کنند. چنانچه کاغذ به صورت مکرر در معرض رطوبت قرار بگیرد، خاصیت و یکپارچگی فیزیکی خود را از دست داده و به اصطلاح وا می‌رود اما اضافه کردن مواد شیمیایی زیر تا حد معقولی این مشکل را برطرف می‌نماید:

·         پارافین (Paraffin): پارافین یک ماده ضدآب است که برای آبگریز کردن کاغذ استفاده می‌شود. این ماده البته در تولید بعضی از انواع کاغذ به کار می‌رود و هدف اصلی آن مقاوم‌تر کردن کاغذ در برابر رطوبت محیط است.

·         موم‌ها: موم‌های صنعتی مشابه پارافین هستند و برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل الیاف کاغذ و افزایش مقاومت آن استفاده می‌شوند.

·         آلکیل کیتون دیمر (AKD): AKD یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی کاغذسازی است که به صورت مایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. آلکیل کیتون دیمر همچنین اصلی‌ترین ماده برای افزایش مقاومت کاغذ به آب و رطوبت بوده و خواص چاپ‌پذیری آن را به شکل قابل توجهی بهبود می‌بخشد.

·         استات سلولز: از این ماده شیمیایی به عنوان یک لایه پوششی برای بهبود کیفیت چاپ‌پذیری کاغذ استفاده می‌شود.

مواد افزودنی برای بهبود بافت کاغذ

در کنار رنگ سفید و مقاومت بالا، برخورداری از یک سطح با بافت صاف و قابل چاپ نیز در روند کاغذسازی بسیار مهم است. مواد زیر به شکل قابل توجهی باعث بهبود بافت کاغذ می‌شوند:

·         آمونیاک (NH3): این ماده شیمیایی برای تنظیم pH خمیر کاغذ استفاده می‌شود. آمونیاک می‌تواند به تثبیت رنگ محصول و بهبود خواص فیزیکی آن کمک کند.

·         کربنات کلسیم (CaCO3): یکی از پرکاربردترین مواد افزودنی در صنعت کاغذسازی به شمار می‌رود. این ماده شیمیایی به عنوان یک مکمل به خمیر کاغذ افزوده می‌شود تا محصول تولیدی سفیدی بیشتری داشته باشد. کربنات کلسیم بهترین جایگزین برای مواد گران‌قیمتی همچون کلرین است و از این رو هزینه‌های تولید را نیز پایین می‌آورد.

·         سولفات آلومینیوم: Aluminium sulfate یا زاج سفید، یکی از رایج‌ترین مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت کاغذسازی محسوب می‌شود. عملکرد اصلی آن انعقاد خمیر کاغذ است. سولفات آلومینیوم همچنین خواص اسیدی ضعیفی داشته و می‌تواند pH کاغذ را به خوبی تنظیم نماید.

·         پلی آلومینیوم کلراید (PAC): این انعقادکننده با حذف ناخالصی‌های خمیر کاغذ نقش مهمی در بهبود بافت محصول نهایی ایفا می‌کند و می‌تواند به عنوان جایگزین سولفات آلومینیوم مورد استفاده قرار بگیرد.

کائولینیت (Kaolin): کائولینیت یا خاک چینی یک پرکننده مؤثر است که در تولید کاغذهای چاپی به کار می‌رود. این ماده شیمیایی به کاغذ کمک می‌کند تا سطحی صاف و یکنواخت داشته باشد و جوهر به خوبی روی آن جذب شود