вступ
Екологічно чистий, легко розкладаний засіб для підвищення міцності в сухому стані – це новий тип функціональної добавки для виготовлення паперу на основі відновлюваних природних полімерів або їх модифікованих похідних, які поєднують відмінну ефективність зміцнення паперу з екологічно чистими характеристиками. Завдяки органічній інтеграції біологічної сировини (такої як крохмаль, гуарова камедь, целюлоза, хітин тощо) у його молекулярну структуру та екологічні технології хімічної модифікації (включаючи ферментативну модифікацію, фізичну желатинізацію, м’яку етерифікацію/естерифікацію) цей продукт забезпечує паперу виняткову міцність у сухому стані, хороші властивості формування та швидку біорозкладаність. У той же час він зберігає низьку токсичність, низький екологічний ризик і високу ефективність переробки ресурсів протягом усього життєвого циклу виробництва, застосування та утилізації.
Як ключовий матеріал для сучасної паперової промисловості, що відповідає вимогам стратегії «подвійного вуглецю», циркулярної економіки та екологічного виробництва, екологічно чистий легко біологічно розкладаний агент міцності в сухому стані поставляється у формі рідини або порошку від молочно-білого до світло-жовтого кольору. Він характеризується відновлюваною сировиною, високою здатністю до біологічного розкладання (>60%, OECD 301B), надзвичайно низькою токсичністю (LC50>100 мг/л, гостра токсичність для риб), хорошою системною сумісністю та високою безпекою для кінцевих продуктів. Він широко використовується в пакувальному папері для харчових продуктів, цигарковому папері, культурному папері, спеціальному папері та високоякісних паперових виробах, які мають сертифікати екологічного маркування, такі як FSC, PEFC, EU Ecolabel і Nordic Swan.
З точки зору хімічного складу та структурних характеристик, основна технологія Eco‑Friendly Readily Biodegradable Dry Strength Agent полягає в екологічному видобутку, контрольованій модифікації та оптимізації продуктивності природних полімерів.
- У продуктах на основі катіонного крохмалю в якості сировини використовуються їстівні або нехарчові крохмалі, такі як кукурудзяний, картопляний і тапіока. Четвертинні амонієві групи (наприклад, 3-хлор-2-гідроксипропілтриметиламоній хлорид, CHPTAC) вводять через суху або вологу етерифікацію зі ступенем заміщення (DS) 0,02–0,07, щільністю заряду 0,1–0,5 мекв/г, молекулярною масою 100 000–100 000 Да та в'язкість після желатинізації 500–5000 сП. Швидкість біодеградації >80% (28 днів, метод активного мулу). Як найбільш широко використовуваний екологічно чистий засіб для сухої міцності, він має низьку вартість, стабільну ефективність і високу безпечність харчових продуктів (відповідає FDA 21 CFR 176.170).
- Гуарова камедь і її похідні отримують з насіння бобової рослини гуар. З галактоманнановим каркасом катіонна модифікація дає щільність заряду 0,2–0,8 мекв/г і молекулярну масу 500 000–2 000 000 Да. Дозування становить лише 1/3–1/5 крохмалю з кращим покращенням міцності та швидкістю біодеградації >70%, підходить для високоякісного цигаркового та тонкого паперу.
- Похідні целюлози, такі як карбоксиметилцелюлоза (CMC) і катіонна целюлоза (CC), використовують деревний або бавовняний лінт як сировину з вмістом біооснови >95 % і швидкістю біодеградації >90 %. Вони мають відмінні плівкоутворювальні властивості, покращують міцність поверхні та зручність друку, підходять для паперу з покриттям і спеціального паперу.
- Продукти на основі хітину/хітозану добувають із морських відходів, таких як панцирі креветок і крабів. Вони природно катіонні, забезпечують зміцнюючу, антибактеріальну та зволожуючу функції, зі швидкістю біодеградації >85%, придатні для харчового пакувального паперу та виробів з медичного паперу.
- Прищеплені сополімери крохмалю та поліакриламіду поєднують здатність до біологічного розкладання крохмалю та високу ефективність зміцнення ПАМ, зі швидкістю біорозпаду 40–60% (покращено завдяки нижчому коефіцієнту щеплення ПАМ), що підходить для пакування картону, який потребує балансу між міцністю та екологічністю.
Форми продукту включають готову до використання емульсію катіонного крохмалю (вміст твердої речовини 15%–25%, варіння не вимагається), попередньо желатинізований порошок (розчинний у холодній воді), розчин похідної гуарової камеді (низька в’язкість <1000 cP) і суспензію наноцелюлози (вміст твердої речовини 3%–10%, висока питома поверхня).