ویژگی ها و کاربردهای انواع پلی اکریل آمیدها در کاغذسازی
الموضوعات :
محمد هادی آریائی منفرد
1
(صنايع سلولز)
الکلمات المفتاحية: کاغذ سازی, کمک نگه دارنده, پلی اکریل آمید, الیاف نرمه, پایانه تر,
ملخص المقالة :
صنعت خمیر کاغذ و کاغذ یکی از بزرگ ترین صنایع در جهان است. این صنعت به سرعت در حال پیشرفت بوده و سرعت ماشین کاغذ نیز در حال افزایش است و فناوری مواد شیمیایی کاغذسازی اهمیت بیشتری پیدا کرده است. مسائل مربوط به قیمت و کیفیت محصول باعث شده است که تولیدکنندگان کاغذ، توجه بیشتری به استفاده از مواد افزودنی جهت برای بهبود کیفیت کاغذ نشان دهند. در تولید کاغذ، طیف وسیعی از مواد افزودنی با اشکال، ویژگی های مختلف، توزیع اندازه و رفتار شیمیایی سطحی مختلف در تولید کاغذ استفاده می شوند. پلی آکریل آمیدها، به عنوان یکی از پلیمر های محلول در آب با وزن مولکولی بالا هستند که در صنعت کاغذسازی به عنوان رزین های مقاومت خشک و کمک نگه دارنده استفاده می شود. این رزین ها در بخش پایانه تر سیستمسامانه کاغذسازی به سوسپانسیونتعلیقی خمیر کاغذ اضافه می شوند که با تشکیل پیوندهای هیدروژنی بیشتر بین الیاف، باعث افزایش ماندگاری الیاف، نرمه ها، پرکننده ها و ذرات ریز و در نتیجه باعث بهبود خواص مقاومتی خمیر کاغذ و جلوگیری از هدررفت مواد و کاهش هزینه های تولید می شوند. در سال های اخیر، تحقیقات عمدتاً به توسعه تولید پلی اکریل آمیدهای چندکاره متمرکز شده است. با تعمیق تحقیقات، برخی از عملکردهای برتر پلی اکریل آمیدهای جدید به تدریج مورد استفاده و تولید قرار می گیرند.
1. Park J.Y., Melani L., Lee H., Kim H.J., Effect of chemical additives on softness components of hygiene paper, Nord. Pulp Pap. Res. J, 34, 173-181, 2019.
2. Thorn I., Au C.O., Applications of wet-end paper chemistry. Dordrecht: Springer, 2009.
3. Chauhan V.S., Bhardwaj N.K., Efficacy of carbohydrate polymers in filler preflocculation for use in papermaking, Arabian Journal of Chemistry, 12, 3087-3095, 2019.
4. Sakaemura T., Yamauchi T., Strength properties of paper containing polyacrylamide-based dry strength resin-effect of its Z-directional distribution, Appita: Technology, Innovation, Manufacturing, Environment, 64, 331, 2011.
5. Antunes E., Garcia F.A., Ferreira P., Blanco A., Negro C., Rasteiro M. G., Effect of water cationic content on flocculation, flocs resistance and reflocculation capacity of PCC induced by polyelectrolytes, Industrial & engineering chemistry research, 47, 6006-6013, 2008.
6. Wu M.R., Paris J., van de Ven T. G., Flocculation of papermaking fines by poly (ethylene oxide) and various cofactors: Effects of PEO entanglement, salt and fines properties, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 303, 211-218, 2007.
7. Lan H., Qi S., Yang D., Wang X., Zhang P., Zhang H., Sun, Y., Treatment of White Water with Combined Predominant Bacteria and Immobilized Enzyme, BioResources, 15, 4016-4025, 2020.
8. Au C. O., Thorn I., Applications of wet-end paper chemistry, Springer Science & Business Media, 2013. 9. Fernandes S., Duarte A. P., Influence of wet-end variables on the sizing efficiency of ASA on fine papers produced with Eucalyptus globulus kraft pulps, Tappi journal, 5, 17, 2006.
10. Juneja P.K., Chaturvedi M., Ray A.K., Yadav G., Modeling for headbox and associated wet end systems. In Proceedings of ICETIT 2019 (pp. 396-406). Springer, Cham, 2020.
11. Wu R., Wang Q., Wang G., Immobilized enzyme on pulp fiber through layer-by-layer technique using cationic polyacrylamide for whitewater treatment from papermaking, Bioprocess and Biosystems Engineering, 42, 1583-1589, 2019.
12. Varnaseri M., Peyghambarzadeh S.M., Amiri M., Experimental study on optimum concentration of polyacrylamide for drag reduction and heat transfer performance in a compact heat exchanger, Heat and Mass Transfer, 55, 1503-1511, 2019.
13. Gess J.M., Retention of fines and fillers during papermaking, TAPPI press, 1998.
14. Wiśniewska M., Polyacrylamide (PAM). High performance polymers and their nanocomposites, Scrivener Publishing LLC, 105-131, 2018.
15. Xiong B., Loss R.D., Shields D., Pawlik T., Hochreiter R., Zydney A.L., Kumar, M., Polyacrylamide degradation and its implications in environmental systems, NPJ Clean Water, 1, 1-9, 2018.
16. Hubbe M.A., Nanko H., McNeal M.R., Retention aid polymer interactions with cellulosic surfaces and suspensions: A review, Bioresources, 4, 850-906, 2009.
17. Marandi G.B., Esfandiari K., Biranvand F., Babapour M., Sadeh S., Mahdavinia G.R., pH sensitivity and swelling behavior of partially hydrolyzed formaldehyde‐crosslinked poly (acrylamide) superabsorbent hydrogels, Journal of Applied Polymer Science, 109, 1083-1092, 2008.
18. Lu S., Liu, R., Sun X., A study on the synthesis and application of an inverse emulsion of amphoteric polyacrylamide as a retention aid in papermaking, Journal of applied polymer science, 84, 343-350, 2002.
19. Yoon D.H., Jang J.W., Cheong, I.W., Synthesis of cationic polyacrylamide/silica nanocomposites from inverse emulsion polymerization and their flocculation property for papermaking, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 411, 18-23, 2012.
20. Petzold G., Buchhammer H.M., Lunkwitz, K., The use of oppositely charged polyelectrolytes as flocculants and retention aids. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 119, 87-92, 1996.
21. Wang L., Zhang Y., Li G., Behavior of polyamine fixing agents on agglomeration of dissolved and colloidal substances in papermaking, Bioresources, 9, 472-481, 2014.
22. Ordóñez R., Hermosilla D., de la Fuente E., Blanco Á., Influence of water quality on the efficiency of retention aids systems for the paper industry, Industrial & engineering chemistry research, 48, 10247-10252, 2009.
23. Hubbe M., Mini-Encyclopedia of Papermaking Wet-End Chemistry: Additives and Ingredients, their Composition, Functions, Strategies for Use. Retrieved online on Jun, 4, 2011.
24. Hubbe M.A., Gill R.A., Fillers for papermaking: a review of their properties, usage practices, and their mechanistic role, Bioresources, 11, 2886-2963, 2016.
25. Zhang X., Huang Y., Fu K., Yuan S., Huang C., Li H., Preparation and performance of cationic flocculant for papermaking based on the graft polymerization of cationic chains from colloidal silica particles, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 491, 29-36, 2016.
26. Bharti S., Mishra S., Controlled drug release behavior of 5-aminosalicylic acid using polyacrylamide grafted oatmeal (OAT-g-PAM): a pH-sensitive drug carrier, Polymer Bulletin, 76, 813-824, 2019.
27. Asselman T., Alince B., Garnier G., van de Ven T.G., Mechanism of polyacrylamide-bentonite–microparticulate retention aids, Nord. Pulp Pap. Res. J, 15, 515-519, 2000.
28. Ibrahem A.A., Nada A.M.A., El‐Saied H., El‐Ashmawy A.E., Polyacrylamide as a filler retention aid for bagasse paper pulp, Die Angewandte Makromolekulare Chemie: Applied Macromolecular Chemistry and Physics, 127, 89-102, 1984.
29. Yang K., Chen J., Fu Q., Dun X., Yao C., Preparation of novel amphoteric polyacrylamide and its synergistic retention with cationic polymers, e-Polymers, 20, 162-170, 2020.
30. Li, H., Wu, S., Du, C., Zhong, Y., & Yang, C., Preparation, performances, and mechanisms of microbial flocculants for wastewater treatment, International Journal of Environmental Research and Public Health, 17, 1360, 2020.
31. Wong S.S., Teng T.T., Ahmad A.L., Zuhairi A., Najafpour G., 2006. Treatment of pulp and paper mill wastewater by polyacrylamide (PAM) in polymer induced flocculation, Journal of Hazardous Materials, 135, 378-388, 2006.
