Bevezetés
A környezetbarát, biológiailag könnyen lebomló száraz szilárdságú szer egy új típusú funkcionális papírgyártási adalék, amely megújuló természetes polimereken vagy azok zölddel módosított származékain alapul, és a kiváló papírerősítő teljesítményt környezetbarát tulajdonságokkal ötvözi. A bio-alapú nyersanyagok (például keményítő, guargumi, cellulóz, kitin stb.) szerves integrációja révén a molekulaszerkezetbe és a zöld kémiai módosítási technológiákba (beleértve az enzimes módosítást, a fizikai zselatinizálást, az enyhe éterezést/észterezést) ez a termék kiemelkedő szárazszilárdságú, jó képződési tulajdonságokkal és gyors biológiai lebonthatósággal rendelkezik. Mindeközben alacsony toxicitást, alacsony ökológiai kockázatot és magas erőforrás-újrahasznosítási hatékonyságot tart fenn a gyártás, az alkalmazás és az ártalmatlanítás teljes életciklusa során.
A „kettős széndioxid” stratégia, a körkörös gazdaság és a zöld gyártás követelményeinek teljesítése érdekében a modern papírgyártó ipar kulcsfontosságú anyagaként a környezetbarát, biológiailag könnyen lebomló száraz szilárdságú szert tejfehértől halványsárgáig terjedő folyadék vagy por formájában szállítják. Megújuló nyersanyagok, magas biológiai lebonthatóság (>60%, OECD 301B), rendkívül alacsony toxicitás (LC50>100 mg/L, akut haltoxicitás), jó rendszerkompatibilitás és a végtermékek magas biztonsága jellemzi. Széles körben használják élelmiszer-csomagolópapírban, selyempapírban, kulturális papírban, speciális papírban és csúcskategóriás papírtermékekben, amelyek ökocímke-tanúsítványokat szereznek, mint például az FSC, a PEFC, az EU Ecolabel és a Nordic Swan.
A kémiai összetétel és a szerkezeti jellemzők szempontjából a környezetbarát, biológiailag könnyen lebomló száraz szilárdságú szer alaptechnológiája a természetes polimerek zöld extrakciójában, szabályozható módosításában és teljesítményoptimalizálásában rejlik.
- A kationos keményítő alapú termékek ehető vagy nem ehető keményítőket, például kukoricát, burgonyát és tápiókát használnak nyersanyagként. A kvaterner ammóniumcsoportokat (pl. 3-klór-2-hidroxi-propil-trimetil-ammónium-klorid, CHPTAC) száraz vagy nedves éterezéssel vezetik be, szubsztitúciós fok (DS) 0,02-0,07, töltéssűrűség 0,1-0,5 mekv/g, molekulatömeg 100 000-000-100,000-0000-10 gélezés után. 500-5000 cP. Biológiai lebomlási sebesség >80% (28 nap, eleveniszapos módszer). Mint a legszélesebb körben használt környezetbarát szárazszilárdító szer, alacsony költséggel, stabil teljesítménnyel és magas élelmiszerbiztonsággal rendelkezik (megfelel az FDA 21 CFR 176.170 szabványnak).
- A guargumit és származékait a hüvelyes guar növény magjából vonják ki. A galaktomannán vázzal a kationos módosítás 0,2-0,8 meq/g töltéssűrűséget és 500 000-2 000 000 Da molekulatömeget ad. Az adagolás csak 1/3–1/5 keményítő, jobb szilárdságjavítással és 70% feletti biológiai lebomlási rátával, kiváló minőségű selyempapírhoz és vékony papírhoz.
- A cellulózszármazékok, például a karboxi-metil-cellulóz (CMC) és a kationos cellulóz (CC) fát vagy gyapotszálat használnak nyersanyagként, bioalapú tartalommal >95%, biológiai lebomlási rátával >90%. Kiváló filmképző tulajdonságokkal rendelkeznek, javítják a felületi szilárdságot és a nyomtathatóságot, alkalmasak bevonatos papírokhoz és speciális papírokhoz.
- A kitin/kitozán alapú termékeket tengeri hulladékból, például garnélarákból és rákhéjból vonják ki. Természetesen kationosak, erősítő, antibakteriális és hidratáló funkciókat biztosítanak, biológiai lebomlási arányuk >85%, alkalmas élelmiszer-csomagolópapírokhoz és orvosi papírtermékekhez.
- A keményítő-poliakrilamid ojtott kopolimerek egyesítik a keményítő biológiai lebonthatóságát és a PAM magas erősítési hatékonyságát, 40–60%-os biológiai lebomlási sebességgel (alacsonyabb PAM ojtási aránnyal javítva), így alkalmasak az erősség és a környezeti teljesítmény egyensúlyát igénylő kartonpapír csomagolására.
A termékformák közé tartozik a felhasználásra kész kationos keményítő emulzió (szilárdanyag-tartalom 15–25%, nem kell főzni), előzselatinizált por (hidegvízben oldható), guargumi származék oldat (alacsony viszkozitású <1000 cP) és nanocellulóz-szuszpenzió (szilárdanyag-tartalom 3–10%, nagy fajlagos felület).