Hvad anvendes nogle kemiske reaktioner i fremstillingen af ​​papir?

Papir kan virke som et almindeligt og enkelt produkt, men fremstillingen er faktisk mere kompliceret end de fleste forbrugere sikkert opdager. Gennem en række kemiske reaktioner og fysiske processer gør papirproducenterne brune træflis til et blankt hvidt ark, du kan holde i din hånd. To af de vigtigste kemiske reaktioner, der er involveret, er blegning og Kraft-processen.

Kraft Process

Træ er en kompleks blanding, der primært består af en polymer kaldet cellulose. Cellulosefibrene i træ bindes sammen af ​​en anden polymer kaldet lignin. Papirproducenter skal fjerne lignin fra træmasse. Den mest almindelige fremgangsmåde er Kraft-processen, hvor træflis kombineres med en blanding af natriumhydroxid og natriumsulfid i vand ved høj temperatur og tryk. Under disse meget basale betingelser reagerer de negativt ladede sulfidioner med ligninpolymerkæderne for at bryde dem ned i mindre underenheder, så cellulosefibre frigøres til yderligere brug.

Alternative reaktioner

Selvom Kraftpulping er langt og langt den mest populære proces, nogle producenter bruger andre metoder til fjernelse af lignin. Et sådant alternativ er sur sulfitpulpning, hvor en blanding af svovlsyre og enten natrium-, magnesium-, calcium- eller ammoniumbisulfit i vand opløses ligninet for at frigøre cellulosefibrene. Som ved Kraft-massning kræves høje temperaturer og tryk. Endnu et alternativ er neutralt sulfit semichemisk pulping, hvor chipsene blandes med en blanding af natriumsulfit og natriumcarbonat i vand og koges. I modsætning til de andre fjerner denne proces kun en del af ligninet, så efter pulping skal chipsene makuleres mekanisk for at fjerne nogle af de resterende polymerer.

Blekekemi

Uanset hvilken proces en Producenten vælger til massing, nogle af ligninet er stadig tilbage intakt, og denne resterende lignin giver generelt pulpen en brun farve. Fabrikanter fjerner dette resterende lignin og drejer papirmassen gennem en anden kemisk proces kaldet blegning. I denne proces kombineres et oxidationsmiddel - et kemikalie, der oxiderer lignin ved enten at tilsætte oxygenatomer til det eller fjerne elektroner - kombineres med træmassen for at ødelægge det resterende lignin. Blegning har tendens til at være mere selektiv end pulping; i modsætning til pulping, som også ødelægger en lille del af cellulosen, fjerner blegning primært lignin.

Blegemidler

Almindelige blegemidler omfatter chlor, chlordioxid, oxygen, hydrogenperoxid, ozon og natriumhypochlorit , den aktive ingrediens i husholdningsblegemiddel. Selvom mekanismen for hver reaktion er forskellig, er alle disse oxidationsmidler, som vil oxidere ligninet i pulpen. Klor, chlordioxid og hydrogenperoxid er de mest selektive af disse midler, hvilket betyder, at de har mindre tilbøjelighed til at reagere med cellulose og andre ønskelige dele af blandingen. Bortset fra deres evne til at fjerne lignin, klor, klordioxid og natriumhypochlorit er også overlegen i deres evne til at fjerne snavspartikler, hvilket er en anden vigtig faktor for producenterne at overveje.

Andre reaktioner

Når det er blevet masseret og bleget, bliver pulpen tilført en serie maskiner, der vil ændre den gennem fysiske snarere end kemiske processer for at gøre det til et ark. Afhængigt af hvilke slags egenskaber de ønsker at have deres produkt, har producenterne en mangfoldig række andre kemiske reaktioner kaldet dimensionering, retention og vådstyrke processer, der giver fugt modstand, binder de mindre fibre i eller ændrer produktet, så det er mindre sandsynligt at falde fra hinanden når det er vådt. Typisk involverer disse processer en af ​​en række polymerer, der vil binde til cellulosefibre i færdigproduktet. Vådstyrkeprocesser kombinerer for eksempel typisk cellulosefibrene med polyamido-amin-epichlorhydrinharpikser, som reagerer med fibrene for at krydse dem, så de er mindre tilbøjelige til at falde fra hinanden i vand.