Paberi märgtugevuse lisandid: keemia, ohutus ja keskkonnamõju

Paberi märgtugevuse lisandeid kasutatakse paberi tugevuse suurendamiseks, kui see on märg. Need lisandid tagavad, et paber püsib niiskes keskkonnas vastupidavana, muutes selle igapäevaseks kasutamiseks sobivamaks. Paljud inimesed on uudishimulikud nendes paberi märgtugevuslisandites sisalduvate kemikaalide ja nende kohta, kas need on ohutud nii inimestele kui ka keskkonnale.

• Mõned märgtugevuse lisandid paberile ei lagune looduslikult või võivad sisaldada kahjulikke aineid.

• Teatud kemikaalid, nagu formaldehüüdipõhised vaigud, võivad töötajate tervisele ohtu seada.

• Kehtivad eeskirjad, mis reguleerivad paberi märgtugevuse lisandites kasutatavate kemikaalide tüüpe ja lubatud koguseid.

Võtmed kaasavõtmiseks

• Märgtugevuse lisandid aitavad paberil märjana tugevana püsida. Need on olulised selliste asjade jaoks nagu koed ja pakendamine.

• Vali looduslikud märgtugevusega lisandid rohelisemate valikute jaoks. Need lagunevad kiiresti ja on maa jaoks ohutumad.

• Tea ohutuseeskirju. Ettevõtted peavad järgima rangeid reegleid, et hoida märgtugevuse lisandid paberis ohutuna.

• Kontrollige ökomärgised paberesemetel . Need märgised näitavad, et toode on ohutu ja keskkonnasõbralik.

• Lisateave ringlussevõtu probleemide kohta. Märgtugevusega lisanditega paberit on raskem taaskasutada. Valige tooted, mis on taaskasutatavad või kompostitavad.

Märgtugevuse lisandid paberile

Tüübid: sünteetiline ja naturaalne

Paberi märgtugevuse lisandeid on kahte peamist tüüpi. Need on sünteetilised märgtugevuse ained ja looduslikud märgtugevuse ained. Need lisandid aitavad paberil märjaks saades tugevana püsida. See on oluline selliste asjade puhul nagu salvrätikud, pakendid ja paberrätikud.

Sünteetilisi märgtugevaid aineid valmistatakse tehastes, kasutades kemikaale. Neid on erinevat tüüpi ja igaühel neist on oma keemiline koostis. Allolevas tabelis on toodud mõned levinumad sünteetilised märgtugevad ained ja millest need on valmistatud:

Lisandi tüüp	Keemilise koostise kirjeldus
Polüamiidamiin-epiklorohüdriin (PAE)	Valmistatud adipiinhappest ja dietüleentriamiinist, seejärel segatud epiklorohüdriiniga.
Melamiinformaldehüüd (MF)	Tehisvaik, mis aitab paberil märjana tugevana püsida.
Polüakrüülamiid (PAM)	Kleepub tsellulooskiudude külge ja moodustab vesiniksidemeid.
Glüoksüülitud polüakrüülamiid (GPAM)	Polüakrüülamiidi muudetud vorm, mida kasutatakse paberi valmistamisel.
Polüetüleenimiin (PEI)	Loob ioonsidemeid tsellulooskiududega.
Polüvinüülamiin (PVAm)	Kasutatakse tööstuses, kuna see aitab paberil märjana tugevana püsida.
Polükarboksüülhapped	Rühm keemilisi aineid, mis töötavad paremini koos teiste lisanditega.

Looduslikud märgtugevad ained pärinevad taimedest või muudest looduslikest asjadest. Neid kasutatakse sageli keskkonnasõbralikes paberitoodetes. Mõned levinumad looduslikud märgtugevusained on:

• Tärklis, mida kasutatakse laua ja koe valmistamiseks.

• Kitosaan, mis pärineb krevettide ja krabi kestadest.

• Tselluloosi nanokiud (CNF), mis on valmistatud puidumassist.

• Sojavalk, mis pärineb taimedest.

• Ligniin, mida leidub puidus.

• Karrageen, mis pärineb merevetikatest.

• Bentoniit, mis on omamoodi savi.

Sünteetilisi märgtugevaid aineid kasutatakse rohkem, kuna need muudavad paberi märjana palju tugevamaks. Need võivad suurendada märja ja kuiva tugevuse suhet kuni 35%. Abiks on ka looduslikud märgtugevad ained, kuid mitte nii palju kui sünteetilised. Siiski kasutab rohkem inimesi looduslikke märgtugevaid aineid, kuna need on keskkonnale paremad.

Näpunäide. Kui soovite tugevat ja keskkonnasõbralikku paberit, otsige tooteid, mis sisaldavad looduslikke märgtugevusaineid.

Polümeersed märgtugevusained

Polümeersed märgtugevusained on väga olulised paberi märjana tugevaks muutmisel. Neid aineid näete paljudes paberitoodetes, mis peavad niisketes kohtades tugevad püsima. Polümeersed märgtugevusained aitavad paberil pärast märjaks saamist oma kuju ja tugevust säilitada.

Siin on mõned viisid, kuidas polümeersed märgtugevad ained paberit aitavad:

• Nad et paber kestaks kauem ega rebeneks kergesti.

• Need aitavad paberil märjana tugevana püsida.

• Need sobivad hästi selliste asjade jaoks nagu ühekordselt kasutatavad taldrikud ja pakendid, mis peavad veekindlaks pidama.

• Need muudavad paberit raskemaks murda.

• Need takistavad paberi lagunemist vees.

• Nad on vaja siidpaberi ja pakendite jaoks, mis saavad palju märjaks.

• Need hoiavad pakendit lekkimise või rebenemise eest.

• Need aitavad toodetel püsida puhtad ja hästi toimida, mis on hügieeni seisukohalt oluline.

Enamik polümeerseid märgtugevaid aineid on sünteetilised. Need toimivad paremini kui looduslikud märgtugevusained, muutes paberi märjana tugevaks. Kuid looduslikud märgtugevad ained muutuvad üha populaarsemaks, kuna need on keskkonnale ohutumad.

Rakendus paberitootmises

Märgtugevuse lisandid paberile on lisatud paberi valmistamise käigus . Enamik ettevõtteid lisab need lisandid paberimassile enne paberi valmistamist. See aitab lisanditel kiududega hästi seguneda ja luua tugevaid sidemeid.

Levinud paberi märgtugevuse lisandid on sünteetilised märgtugevad ained nagu PAE, melamiinformaldehüüd ja katioonsed polümeerid. Need kemikaalid aitavad paberil veele vastu seista, luues paberis ristsidemeid.

See protsess toimib järgmiselt:

• Lisate paberimassile märgtugevuse lisandid.

• Lisandid kleepuvad tselluloosikiudude külge.

• Valmistatakse ja kuivatatakse paber, mis lukustab lisandid sisse.

• Valmis paber on tugevam ega purune märjana kergesti.

Tootjad kasutavad paberi jaoks erinevas koguses märgtugevuse lisandeid. Kasutatav kogus muudab paberi tugevust ja seda, kui lihtne on seda taaskasutada. Näiteks rohkema PAE kasutamine muudab paberi tugevamaks, kuid seda on raskem taaskasutada. Kui kasutate vähem, on seda lihtsam taaskasutada, kuid paber pole nii tugev.

PAE annus (mg/g)	Märgtõmbeindeks (Nm/g)	taaspubivuse indeks (%)
1	2.1	95
2	3.4	58
10	Kõrgeim WTI	Kõige raskem tõrjuda
5 ja 20	Sarnane WTI	Sarnane repulpability

Sünteetilisi märgtugevaid aineid kasutatakse endiselt enim, kuid looduslikud märgtugevad ained muutuvad üha populaarsemaks, kuna inimesed soovivad turvalisemaid ja keskkonnasõbralikumaid valikuid.

Märgtugevad kemikaalid: mehhanismid ja ohutus

Keemilised mehhanismid

Võite küsida, kuidas märgtugevusega kemikaalid aitavad paberil märjana tugevana püsida. Need kemikaalid toimivad, luues kiudude vahel tugevaid sidemeid. Seda nimetatakse ristsidumiseks. Polüetüleenimiin (PEI) reageerib kiudude karboksüülrühmadega. See teeb tugevad ioonsidemed , mis hoiavad kiude koos. PEI loob ka hüdroksüülrühmadega vesiniksidemeid. See annab paberile veelgi tugevust. Kui lisate KH560, reageerib see PEI aminorühmadega. See teeb veelgi rohkem ristsidemeid. KH560 silanoolrühmad võivad seostuda kiu hüdroksüülrühmadega. See lisab paberile täiendavat tugevust. Nii PEI kui ka KH560 kasutamine muudab paberi tugevaks kuiv ja märg. Need võlakirjad täidavad kahte peamist asja. Nad moodustavad kiudude ümber võrgu, mis ei lahustu vees. See hoiab ära kiudude liiga märjaks ja nõrgaks muutumise. Samuti loovad nad kovalentseid sidemeid tselluloosi molekulide vahel. Need sidemed aitavad paberil pärast märjaks saamist oma tugevust säilitada. Seda on näha sellistes asjades nagu salvrätikud, pakendid ja paberrätikud. Need tooted peavad märjaks saades jääma tugevaks, et need laiali ei laguneks.

Märkus. Ristsidumine ja kovalentne sidumine on vees tugeva paberi valmistamisel väga olulised.

Inimese tervis ja kokkupuude

Võite küsida, kas märgtugevusega kemikaalid on inimestele ohutud. Mõned neist kemikaalidest võivad olla ohtlikud, peamiselt paberi valmistamisel. Töötajad võivad auru sisse hingata või kemikaale puudutada. Mõnikord võib valmis paberisse natuke jääda. Siin on tabel, mis näitab mõningaid tervisemõjusid:

Tervisemõju	kirjeldus
Reproduktiivmõju	Rasedate naiste madalam viljakus või kõrgem vererõhk.
Arenguefektid	Laste hilinemine, madal sünnikaal, varajane puberteet, luude või käitumise muutused.
Vähi risk	Suurem võimalus haigestuda vähki nagu eesnäärme-, neeru- või munandivähk.
Immuunsüsteem	Raskem võidelda infektsioonidega, nõrgem vastus vaktsiinidele.
Hormonaalsed häired	Muutused keha loomulikes hormoonides.
Kolesterool ja rasvumine	Kõrgem kolesterool või suurem rasvumise oht.

Enamikku paberitooteid on ohutu kasutada. Ettevõtted järgivad rangeid reegleid, et hoida kemikaalide taset madalal. Kui töötate paberivabrikus, peaksite kandma turvavarustust ja järgima reegleid.

Vastavus eeskirjadele

Võite küsida, kas märgtugevusega kemikaalide kasutamisel kehtivad reeglid. Jah, töötajate ja ostjate kaitsmiseks kehtivad ranged standardid. The Rohelise tihendi standard sanitaarpaberitoodetele seab piirangud märgtõmbetugevusele. Samuti piirab see kasutatavaid kemikaale. Testid nagu TAPPI T 581 ja TAPPI T 456 kontrollivad tugevust kuiv- ja märjal teel. Need testid tagavad, et paber on ohutu ja töötab hästi. Ameerika Ühendriikides ja Euroopa Liidus peavad ettevõtted neid reegleid järgima. Nad peavad oma tooteid testima ja pidama arvestust, et näidata nende ohutust.

Näpunäide. Paberit ostes otsige silte või sertifikaate. Need näitavad, et toode vastab ohutus- ja keskkonnanõuetele.

Keskkonnamõju

Pildi allikas: pekslid

Biolagunevus ja püsivus

Võite küsida, mis juhtub märgtugevuse lisanditega pärast paberi kasutamist. Looduslikud märgtugevuse lisandid, nagu tärklis ja tselluloos, lagunevad kiiresti. Sünteetilised lisandid, nagu mõned vaigud, võivad looduses püsida pikka aega. Päikesevalgus, õhk ja vesi hakkavad polümeere lagundama. Mikroobid lõpetavad töö purustatud tükkide söömisega. Looduslike polümeeride kasutamine on maa jaoks parem, kuna need ei saasta nii palju.

Looduslikud polümeerid	Sünteetilised polümeerid
Tavaliselt biolagunev	Mõned neist on biolagunevad
Keskkonnasõbralik	Mõned on sõbralikud, mõned on mürgised

Sünteetilised märgtugevuse lisandid võivad lagunemisel muutuda mikroplastiks. Need väikesed killud võivad kahjustada taimi ja loomi. Mikroplast võib ka kahjulikke kemikaale loodusesse kanda. Teadlased alles õpivad, kuidas need mikroplastid inimesi ja keskkonda mõjutavad.

Märkus. Looduslike märgtugevate lisandite valimine aitab peatada mikroplastireostuse ja hoiab maapinna puhtamana.

Taaskasutus ja jäätmekäitlus

Märgtugevuse lisanditega paberi taaskasutamine on raskem. Need kemikaalid muudavad paberi veekindlaks ja moodustavad tugevad sidemed. See muudab paberi ringlussevõtuks lahtimurdmise keeruliseks. Võite näha, et veekindlaid pakendeid on raske taaskasutada. Taaskasutustehased vajavad nende paberite töötlemiseks rohkem energiat ja vett.

Kiupõhiseid pakendeid on tavaliselt lihtne taaskasutada, kuid märgtugevuse lisandid võivad vähendada ringlussevõtu määra . Ka jäätmekäitlusega on probleeme. Taaskasutusse sattunud paberimuda hoiab endas palju vett, mõnikord kuni 80%. See muudab liikumise kulukamaks ja sellest vabanemise raskemaks.

Väljakutse	kirjeldus
Prügilasse ladestamise keskkonnamõju	Prügilasse ladestav paberimuda võib saastada pinnast ja vett raskmetallidega.
Kõrge niiskusesisaldus	Muda sisaldab 30–80% vett, mistõttu on selle teisaldamine kulukas ja seda on raske kõrvaldada.
Vastavus eeskirjadele	Prügilad peavad keskkonnakahju peatamiseks järgima rangeid reegleid.

Valitsustel on karmid reeglid märgtugevuslisanditega paberi äraviskamiseks. Need reeglid aitavad kaitsta pinnast ja vett halbade kemikaalide eest. Maa abistamiseks peaksite ostma tooteid, mis vastavad neile reeglitele.

Jätkusuutlikud alternatiivid

Saate valida valmistatud paberit jätkusuutlikud märgtugevuse lisandid . Paljud ettevõtted kasutavad praegu tammetõrutärklis , tselluloos ja taimsed valgud . Need pärinevad taimedest ja lagunevad looduses kergesti. Biomassiga tasakaalustatud vaigud muudavad paberi ka tugevaks ja veekindlaks, kuid tekitavad vähem süsiniku saastamist kui vanad vaigud.

Lisandi tüüp	Märg tõmbejõudlus	kuiva tõmbejõudlus	keskkonnamõju
Traditsioonilised vaigud	Kõrge	Kõrge	Suurem süsinikuheide
Biomassiga tasakaalustatud vaigud	Võrreldav	Võrreldav	Oluliselt väiksemad heitkogused

• Biomassiga tasakaalustatud lisandid pärinevad taastuvatest ressurssidest.

• Need aitavad vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid.

• Paljudel on ISCC PLUS sertifikaat ja kuni 75% taastuv süsinik.

Säästvad märgtugevuse lisandid muudavad paberi tugevaks ja veekindlaks, tekitades samal ajal vähem jäätmeid. Nende valmistamiseks kulub vähem energiat, kuna kuivab kiiremini. See tähendab, et saate tugevama, puhtama ja stabiilsema paberi.

Näpunäide. Kui soovite tugevat ja veekindlat paberit, valige säästvate märgtugevuse lisanditega tooted.

Kui ostate keskkonnasõbralikku paberit, aitate ettevõtetel kasutada ohutumaid ja keskkonnasõbralikumaid lisandeid. Neid tooteid valides kaitsete maad ja toetate uusi ideid.

Märgtugevuse lisandid aitavad paberil märjaks saades tugevana püsida. Allolev tabel näitab, kui palju need lisandid võivad paberit paremaks muuta:

Omaduste	parandamine (%)
Tõmbeindeks (kuiv)	35–70
Purskeindikaatorid (kuiv)	35–55
Venitada (kuiv)	20–35
Tõmbeindeks (märg)	900–1300
Venitada (märg)	250–550
Õhu läbilaskvus	2,5–12 korda vähem

Peaksite valima ohutute ja maalähedaste lisanditega paberit. Need võivad looduses laguneda või kompostida. Ettevõtted saavad aidata, kasutades selgeid silte ja vähem pakendeid. Samuti peaksid nad tegema koostööd ohutumate ja keskkonnasõbralikumate reeglite loomiseks. Keskkonnasõbraliku paberi valimine aitab kaitsta teid ja planeeti.

KKK

Milleks kasutatakse märgtugevuse lisandeid?

Märgtugevuse lisandid aitavad paberil märjana tugevana püsida. Leiate neid sellistest asjadest nagu salvrätikud, paberrätikud ja pakendid. Need lisandid takistavad paberi rebenemist või purunemist vees.

Kas märgtugevuse lisandid on teie jaoks ohutud?

Enamik märgtugevuse lisandeid on inimestele ohutud. Ettevõtted peavad järgima rangeid ohutusnõudeid. Kontrollige alati, kas pabertoodetel on ohutussilte või -sertifikaate. Kui töötate paberivabrikus, peaksite kandma kaitsevarustust.

Kas saate paberit märgtugevuse lisanditega taaskasutada?

Osa märgtugevuslisanditega paberit saab taaskasutada. Ringlussevõtt on raskem, kuna need kemikaalid muudavad paberi raskeks laguneda. Otsige tooteid, mis on ringlussevõetavad või kompostitavad, et neid oleks lihtsam kõrvaldada.

Kas looduslikud märgtugevuse lisandid toimivad sama hästi kui sünteetilised?

Looduslikud märgtugevuse lisandid, nagu tärklis või kitosaan, aitavad paberil tugevana püsida. Sünteetilised lisandid muudavad paberi märjana veelgi tugevamaks. Rohelisema valiku jaoks võite valida looduslikke lisandeid, kuid paber ei pruugi vees nii tugev olla.

Kuidas teada saada, kas paberitootes kasutatakse keskkonnasõbralikke märgtugevuse lisandeid?

Kontrollige, kas pakendil on ökomärgised või sertifikaadid. Otsige sõnu nagu 'biolagunev', 'kompostitav' või 'taastuv'. Need sildid tähendavad, et tootes kasutatakse ohutumaid ja keskkonnasäästlikumaid märgtugevusega lisandeid.