Остановка поставок европейских проклеивающих агентов и нестабильное качество реагентов из Китая накапливают технологические риски на российских целлюлозно-бумажных комбинатах. Производствам потребовались функциональные аналоги для гидрофобизации бумаги в нейтрально-щелочной среде, опирающиеся исключительно на доступное углеводородное сырье.
Технологи химических предприятий синтезировали три новых проклеивающих агента, полностью исключающих использование импортного сырья в данной отрасли. Использование высших альфа-олефинов, малеинового ангидрида и диспропорционированной канифоли позволило создать реагенты, которые легко эмульгировать без сложных цеховых установок плавления.
Переход от твердого АКД к жидкому олефину катионной димеризации
Традиционный алкилкетендимер представляет собой твердый воск, требующий нагрева от 70 до 80 °C для перевода в текучее состояние. Новый проклеивающий агент компании АКТО — олефин катионной димеризации (ОКД) — синтезируется из фракций альфа-олефинов С14-С18 производства SIBUR и органических дикарбоновых ангидридов.
Реакция протекает через катионную олигомеризацию с получением димеров и тримеров, где двойная связь смещена во внутреннее положение для последующего присоединения реакционноспособной группы. Полученный продукт сохраняет вязкотекучесть при температуре от 20 до 25 °C, что позволяет эмульгировать воск насосами без применения терморубашек.
Технология применения АКВАСАЙЗ OKD:
перекачка воска происходит в водный раствор катионного крахмала с концентрацией от 3 до 6%;
размер дисперсных частиц после прохождения через смесительную станцию достигает от 0,5 до 2,0 мкм;
созревание гидрофобной пленки на накате картоноделательной машины завершается за часы вместо нескольких суток.
Раствор катионного крахмала в этой схеме выступает защитным коллоидом, который не дает каплям воска коалесцировать в трубопроводах. Крахмальный полимер придает мицеллам электрокинетический потенциал от +30 до +50 мВ для плотного электростатического притяжения к отрицательно заряженной целлюлозе.
Изомеризация альфа-олефинов для синтеза отечественного ASA
Алкенилянтарные ангидриды (ASA) требуют предварительного перевода терминальной двойной связи углеводородов во внутреннее положение. Применение гетерогенных цеолитных катализаторов сопровождается сложной стадией фильтрации и потерей целевого сырья на фильтрах-прессах.
Отечественный метод производства проклеивающего агента базируется на гомогенном комплексе переходного металла. Катализатор растворяется в массе и обеспечивает конверсию от 70 до 80% без образования твердого осадка, а последующая эне-реакция с ангидридом протекает при температуре от 190 до 210°C.
Внедрение отечественного ASA (АКВАСАЙЗ AS) на бумагоделательную машину требует учета трех технологических параметров:
продукт диспергируется в воде с применением роторно-статорного гомогенизатора на высокой скорости сдвига;
при отсутствии крахмаловарочного узла фабрика применяет специализированный раствор полимера со средней плотностью заряда;
снижение впитываемости картона по методу Кобба полностью соответствует показателям импортных реагентов.
Как отмечает основатель компании АКТО Артем Пермяков, отсутствие механических примесей от цеолитов резко повышает гидролитическую стабильность эмульсии в водной среде.
Нейтральная проклейка жидким канифольным агентом АКВАСАЙЗ К
Традиционная сосновая канифоль кристаллизуется при охлаждении и требует применения сульфата алюминия, вызывающего коррозию оборудования из-за агрессивной кислой среды pH от 4,5 до 5,5. Разработанный проклеивающий агент АКВАСАЙЗ К избавлен от этих технологических барьеров благодаря глубокой перестройке молекулярной структуры.
На стадии синтеза к диспропорционированной канифоли химически прививают высоконенасыщенные олигомеры пропилена с массой от 300 до 500 г/моль. Встроенные короткие цепи выступают внутренними пластификаторами, снижая температуру застывания до +5°C, а последующая прививка фталевого ангидрида обеспечивает ковалентную сшивку с древесной массой.
Химическая модификация переводит бумагоделательную машину на нейтральный режим проклейки при pH от 6,5 до 8,0 с возможностью интеграции карбоната кальция в качестве дешевого наполнителя. Привитые полимерные хвосты создают вокруг реакционных групп объемную стерическую защиту, поэтому приготовленная эмульсия сохраняет гидрофобизирующие свойства на протяжении всей рабочей смены.
На бумажных фабриках реагент эмульгируют горячим методом в кукере с крахмалом или диспергируют холодным способом с добавлением полимерного фиксатора АКВАФИКС. Переход на модифицированную жидкую канифоль снижает расход по сухому веществу на 30%, гарантируя качественную проклейку целлюлозы без закупки квасцов.
