İçerik
Kağıt, sıradan ve basit bir ürün gibi görünebilir, ancak üretimi aslında çoğu tüketicinin tahmin ettiğinden çok daha karmaşıktır. Bunun anahtar nedeni kağıt yapımının kimyasıdır.Bir dizi reaksiyon ve fiziksel süreç sayesinde, kağıt endüstrisinde kullanılan kimyasallar kahverengi ahşap yongalarını elinizde tutabileceğiniz parlak beyaz bir tabaka haline getirir. Katılan önemli kimyasal reaksiyonlardan ikisi ağartma ve Kraft işlemidir.
Kraft Süreci
Ahşap esas olarak selüloz denilen bir polimerden oluşan karmaşık bir karışımdır. Ağaçtaki selüloz elyafları, lignin adı verilen başka bir polimer ile birbirine bağlanır. Kağıt üreticileri lignini odun hamurundan çıkarmalıdır. Bunu başarmak için sanayide kullanılan başlıca kimyasal reaksiyonlardan biri, talaşların yüksek sıcaklıkta ve basınçta su içinde bir sodyum hidroksit ve sodyum sülfit karışımı ile birleştirildiği Kraft işlemidir. Bu oldukça bazik koşullar altında, negatif yüklü sülfür iyonları, lignin polimer zincirleriyle reaksiyona girerek onları daha küçük alt birimlere ayırır, böylece selüloz elyafları daha sonra kullanılmak üzere serbest bırakılır.
Alternatif reaksiyonlar
Her ne kadar Kraft kağıt hamuru en popüler işlem olsa da, bazı üreticiler lignini çıkarmak için başka yaklaşımlar kullanmaktadır. Böyle bir alternatif, sudaki bir sülfürik asit ve sodyum, magnezyum, kalsiyum veya amonyum bisülfit karışımının selüloz elyaflarını serbest bırakmak için lignini çözdüğü asit sülfit hamurudur. Kraft kağıt hamurunda olduğu gibi, yüksek sıcaklıklar ve basınçlar gereklidir. Yine bir başka alternatif, talaşların suda sodyum sülfit ve sodyum karbonat karışımı ile karıştırıldığı ve pişirildiği nötr sülfit yarı kimyasal hamurlamadır. Diğerlerinden farklı olarak, bu işlem sadece ligninin bir kısmını çıkarır, bu yüzden hamurun öğütülmesinden sonra kalan polimerlerin bir kısmını çıkarmak için mekanik olarak parçalanması gerekir.
Ağartma Kimyası
Bir üretici hangi hamurları hamur işlemesi için seçerse seçin, ligninin bir kısmı hala bozulmadan kalır ve bu kalan lignin genellikle kağıt hamuruna kahverengi bir renk verir. Üreticiler bu artık lignini çıkarırlar ve beyazlatıcıyı ağartma adı verilen başka bir kimyasal işlemle beyaza çevirirler. Bu işlemde, oksitleyici bir ajan - lignini ya oksijen atomları ekleyerek ya da elektronları kaldırarak oksitleyen bir kimyasal - kalan lignini yok etmek için odun hamuru ile birleştirilir. Ağartma, kağıt hamurundan daha seçici olma eğilimindedir; Selülozun küçük bir kısmını da yok eden kağıt hamurundan farklı olarak ağartma, öncelikle lignini ortadan kaldırır.
Ağartma Kimyasalları
Yaygın ağartma kimyasalları arasında klor, klor dioksit, oksijen, hidrojen peroksit, ozon ve ev tipi ağartıcıdaki etken madde olan sodyum hipoklorit bulunur. Her reaksiyonun mekanizması farklı olsa da, bunların hepsi, lignini, kağıt hamurunda oksitleyebilecek oksitleyici ajanlardır. Klor, klor dioksit ve hidrojen peroksit bu ajanların en seçici olanıdır, yani selüloz ve karışımın arzu edilen diğer parçaları ile daha az reaksiyona girme eğilimindedirler. Lignini, klorin, klorin dioksit ve sodyum hipokloritin giderilme kabiliyetlerinin yanı sıra, üreticilerin düşünmesi gereken bir diğer önemli faktör olan kir parçacıklarını temizleme kabiliyetlerinde de üstündür.
Diğer reaksiyonlar
Kağıt hamuru haline getirildikten ve ağartıldıktan sonra, kağıt hamuru bir tabaka haline getirmek için kimyasal işlemlerden ziyade fiziksel olarak değiştirecek bir dizi makineye beslenir. Ürünlerinin hangi özelliklere sahip olmasını istediklerine bağlı olarak, üreticiler nem direnci sağlayan boyutlandırma, tutma ve yaşlanma mukavemeti işlemleri olarak adlandırılan, kimyasal madde içindeki daha küçük elyafları bağlayan veya değiştiren daha az muhtemel olan çeşitli kimyasal reaksiyonlar kullanırlar. ıslakken ayrılmak. Tipik olarak bu işlemler, bitmiş üründeki selüloz elyaflarına bağlanacak olan çeşitli polimerlerden birini içerir. Islak mukavemet prosesleri, örneğin, tipik olarak selüloz elyaflarını, çapraz bağlanmak üzere elyaflarla reaksiyona giren poliamido-amin-epiklorohidrin reçineleri ile birleştirir;