¿Qué se considera papel absorbente?

El papel absorbente, también conocido como papel secante, es un tipo especializado de papel diseñado para absorber líquidos, aceites y otros fluidos de forma rápida y eficiente. Está hecho de una mezcla de fibras de celulosa que se procesan para producir un material poroso con alta absorbencia. El papel absorbente se usa comúnmente en entornos médicos y de laboratorio para aplicaciones como secar y conservar muestras, limpiar superficies y absorber el exceso de líquidos. También se utiliza en la industria cosmética para eliminar el exceso de grasa y humedad de la piel.

Absorbente El papel de calidad es un producto altamente especializado, caracterizado por propiedades clave como alta absorbencia de agua, penetración de aceite de ricino (COP) y porosidad. La absorbencia de agua del papel está influenciada por el radio capilar dentro de la estructura del papel. De manera similar, el COP está determinado por el grado de batido de la pulpa y el grado de colapso de la estructura del papel durante el prensado de la hoja. Incorporando un 4% de NaHCO₃La solución en el proceso de fabricación mejora estas tres propiedades esenciales y al mismo tiempo reduce el costo de producción en $4,07 por tonelada métrica. La adición de NaHCO₃en el agua del grifo aumenta las fuerzas de tensión superficial, lo que hace que las fibras se acerquen durante la formación de la lámina.

Introducción

Los crecientes costos de la madera para pulpa, la energía, los aditivos no fibrosos y la mano de obra en la industria del papel están reduciendo inevitablemente los márgenes de ganancia. Para contrarrestar esto, existen dos estrategias principales para mejorar la rentabilidad: (a) producir papeles con valor agregado en lugar de calidades básicas, y (b) alterar el proceso de fabricación mediante investigación y desarrollo internos sin comprometer la calidad del producto final. El papel absorbente, normalmente elaborado a partir de fibra kraft, es conocido por su naturaleza hidrófila, estructura porosa y alta capacidad de absorción de agua. Las propiedades clave del papel de grado absorbente incluyen absorbencia de agua, área superficial máxima de fibra no unida, absorbencia de aceite (medida por la penetración del aceite de ricino o COP), porosidad, volumen y resistencia a la humedad (Dutt et al. 2003a). La absorbencia de agua en el papel está influenciada por la longitud y el diámetro de los capilares, mientras que el COP se ve afectado por el grado de batido de la pulpa. Mejorar estas propiedades básicas puede transformar papeles de calidad absorbente en papeles especiales, como aquellos con lados superior e inferior distintos para papel acolchado (Dutt et al. 2003b), capas delgadas de película de cobre para placas de circuitos pictóricos (Dutt et al. 2003c), pruebas de toxicidad en papel de germinación de semillas (Dutt et al. 2005a), tamaño de poro y tasa de filtración en papel de filtro industrial y automotriz (Dutt et al. 2005b), y resistencia al flujo, eficiencia de filtración y capacidad de retención de polvo en cerveza, café , bebidas y papel de filtro de bolsitas de té (Dutt et al. 2007). Este estudio se centra en mejorar tres propiedades fundamentales del papel absorbente.—absorbencia de agua (prueba de Klemm), COP y porosidad—aumentando la tensión superficial del agua con NaHCO₃, al tiempo que examina el impacto en el costo de producir absorbentes. papel de grado.

Experimental

Materias primas

Se procesaron virutas cribadas de desechos de chapa de álamo y eucalipto (mezcladas en una proporción de 80:20) utilizando un digestor discontinuo con una capacidad de 85 m.³capacidad. Las condiciones de digestión incluyeron 20,0% de álcali activo (como Na₂O), 20% de sulfuro, una proporción de baño de 1:2,8, una temperatura máxima de cocción de 162°C, un tiempo de temperatura de 120 minutos y un tiempo de mantenimiento a temperatura máxima de 90 minutos. Después de la cocción, el material se pasó a través de un tamiz anudador y se lavó usando arandelas de material marrón Dorr-Oliver. La pulpa resultante se blanqueó utilizando la secuencia de blanqueo CEopHH, logrando una viscosidad de 9,2 cps y un brillo del 84% (ISO). Además, la pulpa de madera blanda con un brillo del 88% (ISO) se obtuvo de Star Paper Mills Ltd., Saharanpur, India.

Determinación de la tensión superficial

Se midieron los valores de tensión superficial del agua del grifo (con una dureza de 340 ppm), agua bidestilada y NaHCO.₃soluciones en agua del grifo y bidestilada en concentraciones variables, todo a una temperatura de 30°C. Disolución de NaHCO₃alcanzó la saturación en concentraciones del 4% en agua del grifo y del 6% en agua bidestilada. Las comparaciones de la tensión superficial con el líquido puro se realizaron utilizando un estalagmómetro con una capacidad de 2,5 ml, que funciona según el principio de gota de peso. Se dejó fluir un volumen fijo de líquido a través del capilar y se contó el número de gotas. Dadas las densidades conocidas de los líquidos, se compararon el número de gotas, el peso y las tensiones superficiales (Chichkanov 2002).

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En esta ecuación,γ₁yγ₂representan las tensiones superficiales del agua destilada (72,5 dinas/cm) y la solución de bicarbonato de sodio (90,5 dinas/cm), respectivamente.ρ₁(1,01 gramos/cm³para agua destilada) yρ₂(1,0117 gramos/cm³) son las densidades, mientras que n₁y norte₂son el número respectivo de gotas para el agua y el NaHCO₃solución.

Batido de pulpa, licuado y preparación de caldo

Tanto las pulpas mixtas de madera dura como de madera blanda se batieron utilizando el método del batidor Valley (TAPPI T 200 sp 01 "Batido de pulpa en laboratorio [método del batidor Valley]") bajo dos condiciones: (a) a varios niveles de batido y (b) a una velocidad fija.°RS (30±1). El batidor Valley mantuvo una consistencia del 1,57%, utilizando NaHCO al 4%.₃solución. Se mezclaron pulpas de madera dura y de madera blanda en diferentes proporciones por peso seco al horno, y se preparó una suspensión de pulpa con una consistencia del 0,8% para cada mezcla. Para mejorar la reticulación, se añadió 1% de melamina formaldehído (Geobel et al. 1997), junto con 0,1% de hexametafosfato de sodio para una mezcla uniforme de aditivos no fibrosos (Kleeman et al. 2003). Alumbre no férrico (Al₂(ENTONCES₄)₃14-18 horas₂O) también se añadió para mantener un pH de 6,5 y mejorar la interacción entre la resina de melamina formaldehído y las fibras.

Hojas de laboratorio (80 g/m²) se produjeron utilizando un formador de láminas británico (TAPPI T205 sp-02 "Forming handsheets for Physical tests of pulp") con NaHCO al 4%.₃solución. El agua estancada se recogió y reutilizó durante el proceso de formación de láminas mezclándola con NaHCO fresco al 4%.₃solución en una proporción de 1:1 para las hojas siguientes. Las hojas fueron acondicionadas a una humedad relativa de 65±2% y una temperatura de 27±1ºC (TAPPI T 402 sp-03 "Acondicionamiento estándar y atmósferas de prueba para papel, cartón, hojas de pulpa y productos relacionados") y luego se probó su resistencia en húmedo (TAPPI T 456 om-03 "Resistencia a la rotura por tracción en húmedo de papel y cartón [en húmedo resistencia a la tracción]"), penetración del aceite de ricino (COP) (TAPPI T 462 om-01 "Prueba de penetración del aceite de ricino para papel"), absorbencia de agua mediante la prueba de Klemm (TAPPI T 492 pm-76 "Absorción de agua del cartón [Non -Bibulous]", ver también ASTM D3285) (TAPPI Test Methods 2007), y porosidad (IS: 9894-1981 "Método de prueba de suavidad/rugosidad del papel") (BIS 1997).

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