โพลีอะคริลาไมด์ปรับปรุงการกักเก็บน้ำในเยื่อกระดาษได้อย่างไร

คำตอบโดยตรง: โพลีอะคริลาไมด์ทำอะไรเพื่อปรับปรุงการกักเก็บน้ำในเยื่อกระดาษ

สารเคมีโพลีอะคริลาไมด์ในการผลิตกระดาษ (PAM) ช่วยเพิ่มการกักเก็บน้ำในเยื่อกระดาษ กักเก็บค่าปรับ ไฟบริล และสารตัวเติมที่ติดอยู่กับเส้นใย และโดย สร้างเครือข่ายไมโครฟลอกที่มีการควบคุม ที่กักเก็บน้ำได้สม่ำเสมอมากขึ้นในเว็บเปียก ในทางปฏิบัติ สารละลายเยื่อกระดาษจะระบายออกได้อย่างคาดเดาได้มากขึ้น แผ่นจะมีรูปร่างเท่ากันมากขึ้น และแผ่นใยเปียกจะกักเก็บน้ำได้เพียงพอเพื่อลดเส้นแยกน้ำและปรับปรุงความสามารถในการไหล โดยไม่ต้อง "ชะล้าง" อนุภาคขนาดเล็กอันมีค่าออกไป

ค่าที่เพิ่มขึ้นที่สม่ำเสมอที่สุดเกิดขึ้นเมื่อเลือกและจ่าย PAM เพื่อให้ตรงกับความต้องการประจุเปียกและสภาวะแรงเฉือน เป้าหมายการทดลองใช้งานโรงงานโดยทั่วไปได้แก่ การปรับปรุงการรักษาการส่งผ่านครั้งแรกดีขึ้น 5–20% และ แรงอัดแข็งสูงขึ้น 0.5–2.0 เปอร์เซ็นต์ เมื่อโปรแกรม PAM ได้รับการปรับให้เหมาะสมกับเกรดและการตกแต่ง

เหตุใด “การกักเก็บน้ำ” จึงเปลี่ยนไปเมื่อคุณเพิ่ม PAM

ในพื้นที่เปียก “การกักเก็บน้ำ” ไม่ได้เกี่ยวกับคุณสมบัติเดียว แต่เกี่ยวกับวิธีกระจายและปล่อยน้ำมากกว่า:

• น้ำที่ถูกผูกไว้ : น้ำที่เกี่ยวข้องกับการบวมของเส้นใยและเส้นใย (ยากต่อการกำจัด)
• น้ำคั่นระหว่างหน้า : น้ำที่ติดอยู่ระหว่างอนุภาคและเส้นใยในแผ่นขึ้นรูป (ระบายออกด้วยการระบายน้ำ/การกด)
• น้ำฟรี : น้ำที่ระบายออกอย่างรวดเร็วผ่านลวด/ผ้ารีด

PAM เปลี่ยนความสมดุลโดยคงค่าปรับและตัวเติม และโดยการเปลี่ยนโครงสร้างฟล็อค สิ่งนี้สามารถเพิ่มการกักเก็บน้ำที่วัดได้ (มีน้ำขังอยู่ในเสื่อมากขึ้น ณ จุดที่กำหนด) ในขณะที่ยังคงปรับปรุงการแยกน้ำด้วยเครื่องจักรหากฟล็อคมีขนาดเล็ก แข็งแรง และเสถียรต่อแรงเฉือนมากกว่าขนาดใหญ่และเป็นวุ้น

กลไก: วิธีที่โพลีอะคริลาไมด์กักเก็บน้ำในโครงข่ายไฟเบอร์

1) การเชื่อมโยงการตกตะกอนที่สร้างโครงสร้างจุลภาคที่กักเก็บน้ำ

สายโซ่ PAM ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงสามารถยึดติดกับอนุภาคและเส้นใยหลายตัวในคราวเดียว ทำให้เกิดเป็นสะพานเชื่อม เมื่อปรับอย่างเหมาะสม สะพานเหล่านี้จะถูกสร้างขึ้น ไมโครฟลอก ที่ปรับปรุงความสม่ำเสมอของชั้นหินและเพิ่มการกักเก็บน้ำคั่นระหว่างหน้าด้วยวิธีควบคุม ซึ่งจะช่วยลด “การช่องทาง” บนสายไฟซึ่งน้ำไหลผ่านจุดอ่อนและขจัดคราบละเอียดออกไป

2) แรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตที่ยึดเกาะปรับและสารตัวเติม

เยื่อและสารตัวเติมส่วนใหญ่มีประจุประจุลบสุทธิ ประจุบวก PAM (CPAM) ปรับปรุงการยึดเกาะโดยการทำให้ประจุเป็นกลางในพื้นที่และส่งเสริมการดูดซับ ผลลัพธ์ก็คือ การกักเก็บค่าปรับและไมโครไฟบริลที่สูงขึ้น ซึ่งจะเพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะของเยื่อกระดาษและความสามารถในการกักเก็บน้ำ

3) ลด “การชะล้าง” ภายใต้แรงเฉือน (ปั๊มพัดลม น้ำยาทำความสะอาด การไหลเข้า)

หากไม่มีโปรแกรมการกักเก็บที่มีประสิทธิภาพ ค่าปรับและสารตัวเติมจะยังคงกระจายตัวและอาจหายไปได้ด้วยน้ำสีขาว ส่งผลให้ส่วนที่กักเก็บน้ำของเฟอร์นิเจอร์ลดลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ โปรแกรม PAM ที่เลือกอย่างเหมาะสมจะปรับปรุงความยืดหยุ่นในการรับแรงเฉือน เพื่อให้เม็ดละเอียดคงอยู่กับเส้นใยผ่านระบบแนวทาง ทำให้เกิดการกักเก็บน้ำและการระบายน้ำที่กล่องส่วนหัวและบนเส้นลวดที่สม่ำเสมอมากขึ้น

4) การทำงานร่วมกันกับอนุภาคขนาดเล็กเพื่อ “กักเก็บน้ำในจุดที่ช่วย” และปล่อยออกในจุดที่ควรระบายน้ำ

ระบบคู่ (เบนโทไนต์ PAM/ซิลิกา/ไมโครโพลีเมอร์) มักจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่า PAM เพียงอย่างเดียวโดยการสร้างเครือข่าย floc ที่ละเอียดและมีรูพรุน โครงสร้างนี้สามารถปรับปรุงการก่อตัวและการกักเก็บในขณะที่ยังคงเปิดเส้นทางระบายน้ำ ซึ่งเป็นสาเหตุที่เครื่องจักรหลายเครื่องมองเห็น เพิ่มความสามารถในการกักเก็บและความเสถียรในการแยกน้ำไปพร้อมๆ กัน .

โพลีอะคริลาไมด์ชนิดใดที่รองรับการกักเก็บน้ำของเยื่อกระดาษได้ดีที่สุด

การคัดเลือกไม่เพียงแต่ "PAM ใด" เท่านั้น แต่ยังรวมถึงน้ำหนักโมเลกุล ความหนาแน่นของประจุ และรูปแบบอิมัลชันเทียบกับสารละลายด้วย ในโรงงานหลายแห่ง ความคงตัวในการกักเก็บน้ำที่ดีที่สุดเกิดขึ้นได้โดยการจับคู่ PAM ประจุบวกหลักกับระบบอนุภาคขนาดเล็ก เพื่อลดความเสี่ยงในการใช้ยาเกินขนาดและรักษาชั้นหินไว้

การใช้งานจริง: ปริมาณ การลดปริมาณ และจุดเติมที่ป้องกันการกักเก็บน้ำ

ช่วงขนาดยาโดยทั่วไป (จุดเริ่มต้นสำหรับการทดลอง)

• CPAM การเก็บรักษาหลัก: 0.05–0.30 กก./ตัน (ใช้งานอยู่) ขึ้นอยู่กับความต้องการในการตกแต่ง ฟิลเลอร์ และค่าธรรมเนียม
• อนุภาคขนาดเล็ก (ถ้าใช้): บ่อยครั้ง 0.2–1.0 กก./ตัน (พื้นฐานผลิตภัณฑ์) ปรับให้เข้ากับแรงเฉือนของเฮดบ็อกซ์และการปิดแบบน้ำสีขาว
• หากใช้สารตกตะกอนต้นน้ำ (แยกจาก PAM): ปรับเพื่อลด “ขยะประจุลบ” ก่อนที่ PAM จะได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพ

การเสื่อมสภาพและการแก่ก่อนวัย: หลีกเลี่ยงประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าที่ดูเหมือนว่า “ไม่มีผลในการกักเก็บน้ำ”

ความล้มเหลวของ PAM หลายอย่างถือเป็นความล้มเหลวในการเตรียมการ แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดโดยทั่วไปคือการเตรียมตัวที่ 0.1–0.5% สารละลาย (ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะของซัพพลายเออร์) ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการผกผันอย่างสมบูรณ์ (สำหรับอิมัลชัน) และปล่อยให้มีเวลาการบ่มที่เพียงพอเพื่อให้โซ่ชุ่มชื้นอย่างเต็มที่ การให้ความชุ่มชื้นที่ไม่ดีจะทำให้ความยาวของโพลีเมอร์ที่มีประสิทธิภาพสั้นลง ลดการเกาะตัวและทำให้โครงสร้างไมโครฟลอกอ่อนตัวลงซึ่งรองรับการกักเก็บน้ำอย่างเสถียร

กฎการบวกจุดทั่วไป

1. เพิ่ม PAM หลักซึ่งมีการผสมที่ดีแต่ไม่มีแรงเฉือนมาก—มักจะอยู่หลังปั๊มหน้าอกเครื่องจักร/พัดลม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโครงร่างของระบบ
2. หากใช้อนุภาคขนาดเล็ก ให้เพิ่มในภายหลัง (ใกล้กับส่วนหัว) เพื่อ "กระชับ" ฟองสบู่หลังโซนแรงเฉือนหลัก
3. หลีกเลี่ยงระยะเวลาการคงตัวที่ยาวนานหลังจากการเติม PAM หากระบบมีการหมุนเวียนของแรงเฉือนสูง มิฉะนั้น flocs อาจแตกและปล่อยค่าปรับ ซึ่งทำให้เสถียรภาพในการกักเก็บน้ำลดลง

สิ่งที่ต้องวัดเพื่อพิสูจน์ว่า PAM กำลังปรับปรุงการกักเก็บน้ำ (และไม่ใช่แค่ปัญหาการเคลื่อนย้าย)

ใช้ตัวบ่งชี้การกักเก็บ การแยกน้ำ และความสม่ำเสมอของแผ่นผสมกัน ตัวชี้วัดตัวเดียวอาจทำให้เข้าใจผิดได้เนื่องจาก “การกักเก็บน้ำไว้มากขึ้น” อาจส่งผลดี (ความสม่ำเสมอ ความเสถียร) หรือแย่ (การระบายน้ำช้า) ขึ้นอยู่กับว่าเกิดขึ้นที่ใด

โหมดความล้มเหลวทั่วไปและวิธีการแก้ไข

การใช้ยาเกินขนาด: การกักเก็บน้ำเพิ่มขึ้น แต่การระบายน้ำและการก่อตัวประสบ

PAM ที่มากเกินไปสามารถสร้างก้อนตะกอนขนาดใหญ่ที่สามารถบีบอัดได้ ซึ่งจะกักน้ำและยุบตัวภายใต้สุญญากาศ/การอัด ทำให้เกิดการระบายน้ำช้า การก่อตัวไม่ดี และแผ่นข้อบกพร่อง การแก้ไขโดยทั่วไปคือการ ลดปริมาณ PAM และ/or move to a อนุภาคขนาดเล็ก PAM วิธีการที่กระชับ flocs โดยไม่ทำให้ใหญ่เทอะทะ

ความหนาแน่นของประจุไม่ถูกต้อง: การดูดซับไม่ดี, การกักเก็บไม่เสถียร, การกักเก็บน้ำไม่สม่ำเสมอ

หากโพลีเมอร์ไม่ตรงกับความต้องการประจุของระบบ (ได้รับอิทธิพลจากการปนเปื้อนของเส้นใยรีไซเคิล สารตัวเติม สารอินทรีย์ที่ละลายน้ำ และสภาพนำไฟฟ้า) โพลีเมอร์อาจยังคงอยู่ในเฟสน้ำแทนที่จะยึดเกาะละเอียด การปรับความหนาแน่นของประจุ การเพิ่มสารตกตะกอนที่ต้นน้ำ หรือการสลับไปใช้ PAM แบบแอมโฟเทอริก มักจะทำให้ผลลัพธ์มีความเสถียร

การทำลายด้วยแรงเฉือน: เติมโพลีเมอร์เร็วเกินไปหรือเข้าสู่แรงเฉือนที่รุนแรง

PAM ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมีความเสี่ยงต่อการย่อยสลายเชิงกล หากเพิ่มก่อนโซนแรงเฉือนสูง ความยาวของโซ่ที่มีประสิทธิผลจะลดลงและประสิทธิภาพในการเชื่อมโยงจะลดลง ส่งผลให้ฟล็อคอ่อนตัวลงและกักเก็บค่าปรับลดลง การย้ายจุดเติมไปยังตำแหน่งที่มีแรงเฉือนต่ำสามารถคืนประสิทธิภาพโดยไม่ต้องเพิ่มขนาดยา

การแก้ไขที่ไม่ดี: “เราเพิ่ม PAM แล้ว แต่ไม่มีอะไรเกิดขึ้น”

การกลับตัวที่ไม่สมบูรณ์ ความเข้มข้นที่ไม่ถูกต้อง ปฏิกิริยาระหว่างน้ำกระด้าง หรือเวลาการเสื่อมสภาพที่ไม่เพียงพอ ล้วนสามารถจำกัดการยืดตัวของโพลีเมอร์ได้ การแก้ไขเป็นขั้นตอน: ตรวจสอบคุณภาพน้ำเจือจาง พลังงานการผสม ระยะเวลาการบ่ม และความคงตัวของอาหาร บ่อยครั้ง การปรับปรุงการเตรียมการให้ผลเช่นเดียวกับการเพิ่มขนาดยาโดยไม่มีผลข้างเคียง

ตัวอย่างผลการทดลอง: “การกักเก็บน้ำที่ดีขึ้น” มีลักษณะเป็นอย่างไรบนเครื่องจักร

ข้อมูลต่อไปนี้แสดงประเภทของรูปแบบก่อน/หลังที่โรงงานหลายแห่งใช้เพื่อยืนยันว่าโพลีอะคริลาไมด์ที่ผลิตกระดาษช่วยเพิ่มการกักเก็บน้ำในเยื่อกระดาษในทางที่เป็นประโยชน์ (ค่าต่างๆ เป็นตัวแทนของเป้าหมายการทดลองทั่วไป และควรได้รับการตรวจสอบความถูกต้องสำหรับการตกแต่งและเครื่องจักรของคุณ):

• การรักษาผู้ผ่านครั้งแรกเพิ่มขึ้นจาก ~60% เป็น ~70% ( ~ 10 คะแนน ) ในขณะที่ความขุ่นของน้ำสีขาวลดลงที่อัตราการผลิตคงที่
• ความเสถียรของพื้นที่เปียกดีขึ้น: เส้นการระบายน้ำน้อยลงและความแปรปรวนของน้ำหนักพื้นฐานน้อยลงเนื่องจากการชะล้างของเศษละเอียดลดลง
• ของแข็งกดเพิ่มขึ้นโดย ~0.5–2.0% ลดความต้องการไอน้ำของเครื่องเป่าและปรับปรุงความสม่ำเสมอของความแข็งแรงของแผ่น
• การก่อตัวยังคงมีเสถียรภาพหรือดีขึ้นเมื่อมีการควบคุมฟล็อค (กลยุทธ์ไมโครฟลอก) โดยหลีกเลี่ยงรอยด่างของฟล็อคขนาดใหญ่

หากการกักเก็บดีขึ้นแต่การก่อตัวแย่ลง โดยทั่วไปจะบ่งชี้ว่าฟล็อคมีขนาดใหญ่เกินไปหรือถูกอัดแน่นเกินไป การปรับน้ำหนักโมเลกุลของ PAM/ความหนาแน่นประจุ ขนาดยา หรือการย้ายไปยังระบบอนุภาคขนาดเล็กมักจะเป็นวิธีการแก้ไขที่เร็วที่สุด

ประเด็นสำคัญ: กฎการปฏิบัติสำหรับการใช้ PAM เพื่อปรับปรุงการกักเก็บน้ำของเยื่อกระดาษ

วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการปรับปรุงการกักเก็บน้ำในเยื่อกระดาษด้วยโพลีอะคริลาไมด์สำหรับการผลิตกระดาษคือ รักษาส่วนประกอบที่เล็กที่สุดและอุ้มน้ำได้มากที่สุด (ละเอียด/เส้นใย/ฟิลเลอร์) ในขณะที่ไมโครฟลอกทางวิศวกรรมยังคงมีรูพรุน . วิธีการดังกล่าวทำให้การกระจายน้ำแบบเว็บเปียกมีความเสถียร ลดการชะล้างแบบละเอียด และรองรับการแยกน้ำแบบคาดการณ์ได้ ส่งผลให้สามารถวิ่งได้ดีขึ้นและมีคุณสมบัติแผ่นสม่ำเสมอมากขึ้น