Bagaimana Polyacrylamide Meningkatkan Pengekalan Air dalam Pulpa Kertas
Jawapan langsung: apa yang dilakukan oleh polyacrylamide untuk meningkatkan pengekalan air dalam pulpa
Bahan kimia poliakrilamida (PAM) pembuatan kertas meningkatkan pengekalan air dalam pulpa dengan mengekalkan denda, fibril, dan pengisi yang melekat pada gentian dan oleh membentuk rangkaian mikroflok terkawal yang menahan air dengan lebih seragam dalam web basah. Dari segi praktikal, buburan pulpa mengalir dengan lebih mudah diramalkan, helaian terbentuk dengan lebih sekata, dan web basah mengekalkan air yang mencukupi untuk mengurangkan coretan penyahairan dan meningkatkan kebolehgunaan—tanpa "mencuci" zarah kecil yang berharga.
Keuntungan yang paling konsisten datang apabila PAM dipilih dan didos untuk memadankan permintaan caj akhir basah dan keadaan ricih. Sasaran percubaan kilang biasa termasuk 5–20% peningkatan dalam pengekalan laluan pertama dan 0.5–2.0 mata peratusan lebih tinggi pada pepejal tekan apabila program PAM dioptimumkan untuk gred dan kelengkapan.
Mengapa "pengekalan air" berubah apabila anda menambah PAM
Pada akhirnya, "pengekalan air" adalah kurang mengenai satu harta dan lebih banyak tentang cara air diagihkan dan dibebaskan:
- Air terikat : air yang dikaitkan dengan pembengkakan serat dan fibril (lebih sukar untuk dikeluarkan).
- Air celahan : air terperangkap di antara zarah dan gentian dalam tikar membentuk (dilepaskan dengan saliran/menekan).
- Air percuma : air yang mengalir dengan cepat melalui kain wayar/tekan.
PAM mengalihkan keseimbangan dengan mengekalkan denda dan pengisi dan dengan menukar struktur flok. Ini boleh meningkatkan pengekalan air yang diukur (lebih banyak air yang disimpan di dalam tikar pada titik tertentu) sambil masih meningkatkan penyahairan mesin jika flok adalah kecil, kuat dan stabil ricih berbanding besar dan bergelatin.
Mekanisme: bagaimana polyacrylamide memegang air dalam rangkaian gentian
1) Merapatkan pemberbukuan yang mewujudkan struktur mikro pegang air
Rantai PAM dengan berat molekul tinggi boleh melekat pada berbilang zarah dan gentian sekaligus, mewujudkan jambatan. Apabila ditala dengan betul, jambatan ini menghasilkan mikroflok yang meningkatkan keseragaman pembentukan dan meningkatkan pengekalan air interstisial dengan cara terkawal. Ini mengurangkan "penyaluran" pada wayar di mana air mengalir melalui titik lemah dan menghilangkan denda.
2) Daya tarikan elektrostatik yang menambat halus dan pengisi
Kebanyakan pulpa dan pengisi membawa cas anionik bersih. PAM kationik (CPAM) menambah baik lampiran dengan meneutralkan caj secara tempatan dan menggalakkan penjerapan. Hasilnya ialah pengekalan denda dan mikrofibril yang lebih tinggi , yang meningkatkan luas permukaan khusus tikar pulpa dan kapasitinya untuk menahan air.
3) Mengurangkan "pencucian" di bawah ricih (pam kipas, pembersih, aliran pendekatan)
Tanpa program pengekalan yang berkesan, denda dan pengisi kekal tersebar dan boleh hilang dengan air putih, dengan berkesan mengurangkan pecahan penahan air pada perabot. Program PAM yang dipilih dengan betul meningkatkan daya tahan ricih supaya denda kekal bersama gentian melalui sistem pendekatan, menghasilkan pengekalan air dan gelagat saliran yang lebih konsisten di peti kepala dan pada wayar.
4) Bersinergi dengan zarah mikro untuk "mengekalkan air di mana ia membantu" dan melepaskannya di tempat yang sepatutnya mengalir
Sistem dwi (PAM bentonit/silika/mikropolimer) selalunya mengatasi PAM sahaja dengan mencipta rangkaian floc yang halus dan berliang. Struktur ini boleh meningkatkan pembentukan dan pengekalan sambil memastikan laluan saliran terbuka, itulah sebabnya banyak mesin melihat keuntungan serentak dalam pengekalan dan kestabilan penyahairan .
Jenis poliakrilamida manakah yang paling baik menyokong pengekalan air pulpa
| program PAM | Peranan hujung basah biasa | Bagaimana ia mempengaruhi pengekalan air dalam pulpa | Di mana ia biasanya paling sesuai |
|---|---|---|---|
| PAM kationik (CPAM) | Bantuan pengekalan / saliran utama | Meningkatkan denda/lekatan pengisi, meningkatkan penahanan air tikar dan kestabilan | Kebanyakan percetakan/penulisan, pembungkusan, perabot kitar semula |
| PAM anionik (APAM) | Koagulan/pengumpul dengan rakan kongsi kationik atau untuk sistem tertentu | Boleh membina struktur melalui kompleksasi; pengekalan air bergantung kepada keseimbangan permintaan kationik | Sistem menggunakan kanji/koagulan kationik; beberapa talian DIP |
| PAM amfoterik | Bantuan pengekalan tahan caj | Kawalan pengekalan air yang lebih teguh merentas perubahan pH/ionik | Kelengkapan boleh ubah, kekonduksian tinggi, perubahan gred yang kerap |
| Mikrozarah PAM (bentonit/silika) | Sistem pengekalan dan saliran berkecekapan tinggi | Mencipta mikroflok berliang: mengekalkan air secara seragam tetapi memelihara saluran saliran | Mesin berkelajuan tinggi, pengisi tinggi, spesifikasi pembentukan ketat |
Pemilihan bukan sahaja "PAM yang mana," tetapi juga berat molekul, ketumpatan cas dan emulsi berbanding bentuk larutan. Dalam banyak kilang, kestabilan pengekalan air terbaik dicapai dengan memasangkan PAM kationik primer dengan sistem mikrozarah untuk mengurangkan risiko dos berlebihan dan mengekalkan pembentukan.
Aplikasi praktikal: dos, make-down, dan titik tambahan yang melindungi pengekalan air
Julat dos biasa (titik permulaan untuk percubaan)
- CPAM pengekalan utama: 0.05–0.30 kg/tan (aktif) bergantung pada permintaan perabot, pengisi dan caj.
- Mikrozarah (jika digunakan): selalunya 0.2–1.0 kg/tan (asas produk), ditala pada ricih kotak kepala dan penutupan air putih.
- Jika menggunakan huluan koagulan (berasingan daripada PAM): laraskan untuk mengurangkan "sampah anionik" sebelum PAM dioptimumkan.
Solekan dan penuaan: elakkan prestasi rendah yang kelihatan seperti "tiada kesan pengekalan air"
Banyak kegagalan PAM adalah kegagalan persediaan. Amalan terbaik biasa ialah menyediakan di 0.1–0.5% penyelesaian (semak spesifikasi pembekal), pastikan penyongsangan penuh (untuk emulsi), dan biarkan masa penuaan yang mencukupi supaya rantai terhidrat sepenuhnya. Penghidratan yang lemah memendekkan panjang polimer yang berkesan, mengurangkan penyambungan dan melemahkan struktur mikroflok yang menyokong pengekalan air yang stabil.
Peraturan ibu jari mata tambahan
- Tambah PAM utama di mana terdapat pencampuran yang baik tetapi tidak ricih melampau—selalunya selepas dada mesin/pam kipas bergantung pada susun atur sistem.
- Jika menggunakan zarah mikro, tambahkannya kemudian (lebih dekat dengan kotak kepala) untuk "mengetatkan" floc selepas zon ricih utama.
- Elakkan masa tinggal yang lama selepas penambahan PAM jika sistem mempunyai peredaran semula ricih yang tinggi; jika tidak, floc boleh memecahkan dan melepaskan denda, mengurangkan kestabilan pengekalan air.
Apa yang perlu diukur untuk membuktikan PAM ialah meningkatkan pengekalan air (dan bukan hanya mengalihkan masalah)
Gunakan gabungan penunjuk pengekalan, penyahairan dan keseragaman helaian. Satu metrik boleh mengelirukan kerana "lebih banyak air tertahan" boleh menjadi baik (keseragaman, kestabilan) atau buruk (saliran perlahan) bergantung pada tempat ia berlaku.
| Metrik | Apa yang ia memberitahu anda | "Arah yang baik" praktikal apabila PAM dioptimumkan |
|---|---|---|
| Pengekalan laluan pertama (FPR) | Berapa banyak pepejal yang tinggal di dalam helaian berbanding air putih | Peningkatan sebanyak ~5–20% (julat sasaran percubaan biasa) |
| Kekeruhan air putih / kehilangan denda | Sama ada denda telah dibasuh (menyakitkan kapasiti penahanan air) | Turun pada berat asas tetap dan abu |
| Tindak balas saliran (cth., aliran bebas / masa saliran) | Seberapa cepat air meninggalkan perabot dalam keadaan membentuk | Lebih stabil, kurang sensitif untuk memberikan buaian |
| Tekan pepejal | Berapa banyak air yang dikeluarkan dalam menekan | 0.5–2.0 mata lazimnya boleh dicapai apabila pengekalan/saliran distabilkan |
| Pembentukan / dua hala | Keseragaman pengagihan gentian/denda (mempengaruhi pengekalan air tempatan) | Memperbaiki atau kekal neutral semasa pengekalan meningkat |
Mod kegagalan biasa dan cara membetulkannya
Terlebih dos: pengekalan air meningkat, tetapi saliran dan pembentukan terjejas
Terlalu banyak PAM boleh menghasilkan flok yang besar dan boleh mampat yang memerangkap air dan runtuh di bawah vakum/menekan, menyebabkan saliran perlahan, pembentukan yang buruk dan kecacatan kepingan. Pembetulan biasa adalah untuk mengurangkan dos PAM dan/or move to a Mikrozarah PAM pendekatan yang mengetatkan flok tanpa menjadikannya besar.
Ketumpatan cas yang salah: penjerapan yang lemah, pengekalan yang tidak stabil, pengekalan air yang tidak konsisten
Jika polimer tidak sepadan dengan permintaan cas sistem (dipengaruhi oleh bahan cemar gentian kitar semula, pengisi, organik terlarut dan kekonduksian), ia mungkin kekal dalam fasa air dan bukannya berlabuh denda. Melaraskan ketumpatan cas, menambah koagulan hulu atau bertukar kepada PAM amfoterik selalunya menstabilkan hasil.
Pemusnahan ricih: polimer ditambah terlalu awal atau ke dalam ricih melampau
PAM berat molekul tinggi terdedah kepada kemerosotan mekanikal. Jika ditambah sebelum zon ricih tinggi, panjang rantai berkesan jatuh dan kecekapan penjembatan akan jatuh, membawa kepada flok yang lebih lemah dan pengekalan denda yang berkurangan. Menempatkan semula titik tambahan ke lokasi ricih yang lebih rendah boleh memulihkan prestasi tanpa meningkatkan dos.
Kesan buruk: "kami menambah PAM tetapi tiada apa yang berlaku"
Penyongsangan yang tidak lengkap, kepekatan yang salah, interaksi air keras, atau masa penuaan yang tidak mencukupi semuanya boleh mengehadkan lanjutan polimer. Pembetulan adalah prosedural: mengesahkan kualiti air pencairan, tenaga pencampuran, masa penuaan dan kestabilan suapan. Selalunya, menambah baik penyediaan menghasilkan kesan yang sama seperti meningkatkan dos-tanpa kesan sampingan.
Contoh hasil percubaan: rupa "pengekalan air yang lebih baik" pada mesin
Yang berikut menggambarkan jenis corak sebelum/selepas yang digunakan oleh banyak kilang untuk mengesahkan bahawa poliakrilamida pembuatan kertas meningkatkan pengekalan air dalam pulpa dengan cara yang berfaedah (nilai mewakili sasaran percubaan biasa dan harus disahkan untuk kelengkapan dan mesin anda):
- Pengekalan lulus pertama meningkat daripada ~60% kepada ~70% ( ~ 10 mata ), manakala kekeruhan air putih menurun pada kadar pengeluaran yang stabil.
- Kestabilan hujung basah bertambah baik: coretan saliran yang lebih sedikit dan kebolehubahan berat asas yang berkurangan disebabkan oleh pembersihan denda yang berkurangan.
- Pepejal tekan meningkat sebanyak ~0.5–2.0% , menurunkan permintaan wap pengering dan meningkatkan ketekalan kekuatan lembaran.
- Pembentukan kekal stabil atau bertambah baik apabila flok dikawal (strategi mikroflok), mengelakkan jeragat flok besar.
Jika pengekalan bertambah baik tetapi pembentukan bertambah teruk, ia biasanya menunjukkan flok terlalu besar atau terlalu boleh mampat—pelarasan dalam berat molekul/ketumpatan cas PAM, dos atau perpindahan ke sistem mikrozarah biasanya merupakan pembetulan terpantas.
Bawa pulang: peraturan praktikal untuk menggunakan PAM untuk meningkatkan pengekalan air pulpa
Cara yang paling boleh dipercayai untuk meningkatkan pengekalan air dalam pulpa dengan poliakrilamida pembuatan kertas adalah dengan mengekalkan komponen terkecil yang paling banyak menahan air (halus/fibril/pengisi) manakala mikroflok kejuruteraan yang kekal berliang . Pendekatan itu menstabilkan pengedaran air web basah, mengurangkan pembersihan halus dan menyokong penyahairan yang boleh diramal—menyampaikan kebolehgunaan yang lebih baik dan sifat helaian yang lebih konsisten.
