Cơ chế hóa học biến tính nhựa thông

Sử dụng keo nhựa thông để gia keo trực tiếp cho giấy là một trong những phương pháp truyền thống lâu đời nhất. Kể từ khi được Moris Iling phát minh ra từ năm 1807 đến nay, keo nhựa thông vẫn chưa mất đi tính ưu việt của nó. Các nhà sản xuất giấy tiếp tục làm phong phú thêm không chỉ bằng các loại keo nhựa thông mới mà còn bằng những cách tiếp cận mới đối với công nghệ gia keo để không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng và hạ giá thành. Trong gia...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ chế hóa học biến tính nhựa thông Cơ chế hóa học biến tính nhựa thông Sử dụng keo nhựa thông để gia keo trực tiếp cho giấy là một trong những phương pháp truyền thống lâu đời nhất. Kể từ khi được Moris Iling phát minh ra từ năm 1807 đến nay, keo nhựa thông vẫn chưa mất đi tính ưu việt của nó. Các nhà sản xuất giấy tiếp tục làm phong phú thêm không chỉ bằng các loại keo nhựa thông mới mà còn bằng những cách tiếp cận mới đối với công nghệ gia keo để không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng và hạ giá thành. Trong gia keo nội bộ được phân thành hai loại: gia keo trong môi trường axit (nhựa thông thường, pH 4-5) và gia keo trong môi trường trung tính hoặc bazơ (keo nhựa thông biến tính và AKD, ASA… môi trường khi gia keo pH ≥5). Hiện nay xu hướng gia keo nội bộ trên thế giới là chuyển từ công nghệ gia keo trong môi trường axit sang môi trường trung tính. Gia keo trong môi trường trung tính không có nghĩa là từ bỏ sử dụng keo nhựa thông, mà còn làm tăng tính cạnh tranh trong việc hoàn thiện thêm những công nghệ mới để nâng cao hiệu quả gia keo bằng keo nhựa thông. Đây chính là nguyên nhân ra đời các loại keo nhựa thông biến tính như keo nhựa thông phân tán, keo nhựa thông ion dương…với môi trường gia keo có khoảng pH lớn hơn và cách tiến hành khác đi rất nhiều cả về cơ chế, phản ứng và tính chất khi gia keo 1. Thành phần, cấu tạo hóa học nhựa thông Nhựa thông là hỗn hợp phức tạp các chất, tạo ra trong quá trình tổng hợp nhựa trong tự nhiên của gỗ mềm. Hàm lượng nhựa biến đổi 0.5÷3.0 % lượng gỗ khô tuyệt đối. Thành phần cấu tạo phức tạp biến đổi theo nguồn gốc và quá trình chế biến trong sản xuất. Thành phần, cấu tạo hóa học của nhựa thông: Thành phần hóa học của nhựa thông bao gồm: 87÷90% là hỗn hợp của axit Diterpene hay còn gọi là axit nhựa, 10% là các chất trung tính và 3÷5% là các axit béo. Công thức phân tử của nhựa thông có dạng C19H29COOH. Về công thức cấu tạo: Axit Diterpene là các đồng phân của axit abietic (có 7 đồng phân) và d-Pimaric (có 3 đồng phân). Các đồng phân này được tạo nên do sự phân bố cặp liên kết đôi trong cấu trúc vòng tạo nên, Các đồng phân của hai axit được đưa ra ở hình 1.1 Có sự khác biệt giữa hai cấu trúc axit, đồng phân dạng Abietic kém bền hơn đồng phân dạng d-Pimaric. Để tăng độ bền của axit nhựa (resin axit) có thể bằng cách dehydro hóa nhựa có chất xúc tác. Phần kị nước (3 vòng liên kết) của phân tử và nhóm cacboxyl có vai trò quan trọng trong gia keo nhựa thông. Phần kị nước định hướng đúng sẽ có tác dụng chống thấm nước. Phần háo nước là nhóm cacboxyl là một axit rất yếu chuyển thành xà phòng tan trong nước khi tham gia phản ứng với xút (NaOH), trong khi muối với kiềm thổ và kim loại nặng không tan trong nước. Kim loại đa hóa trị như Al3+ hoặc Ca2+ thường không dễ dàng tạo thành như muối nhựa đơn hóa trị (mono-risinates) do khối lượng phân tử lớn và sự cản trở vị trí của nhóm cacboxyl. Vì vậy hóa trị kim loại tự do có thể tạo thành mỏ điểm liên kết xenluloza với anion khác trong quá trình gia keo