Sisu
Paber võib tunduda tavaline ja lihtne toode, kuid selle tootmine on tegelikult keerulisem, kui enamik tarbijaid arvatavasti arvab. Selle peamiseks põhjuseks on paberivalmistamise keemia.Reaktsioonide ja füüsikaliste protsesside seeria abil muudavad paberitööstuses kasutatavad kemikaalid pruunid puitlaastud läikivaks valgeks leheks, mida saate oma käes hoida. Kaks peamist seotud keemilist reaktsiooni on pleegitamine ja Krafti protsess.
Käsitööprotsess
Puit on keeruline segu, mis koosneb peamiselt polümeerist, mida nimetatakse tselluloosiks. Puidus olevad tselluloosikiud on seotud teise polümeeriga, mida nimetatakse ligniiniks. Paberitootjad peavad ligniini puidumassist eemaldama. Selle saavutamiseks on üheks peamiseks tööstuses kasutatavaks keemiliseks reaktsiooniks Krafti protsess, mille käigus puiduhake ühendatakse naatriumhüdroksiidi ja naatriumsulfiidi seguga vees kõrgel temperatuuril ja rõhul. Nendes väga aluselistes tingimustes reageerivad negatiivselt laetud sulfiidioonid ligniini polümeeri ahelatega, lagundades need väiksemateks alaühikuteks, nii et tselluloosikiud vabastatakse edasiseks kasutamiseks.
Alternatiivsed reaktsioonid
Ehkki Krafti viljaliha töötlemine on kaugelt kõige populaarsem protsess, kasutavad mõned tootjad ligniini eemaldamiseks muid lähenemisviise. Üheks selliseks alternatiiviks on happelise sulfitimassi valmistamine, kus väävelhappe ja kas naatriumi, magneesiumi, kaltsiumi või ammooniumbisulfiidi segu vees lahustab ligniini tselluloosikiudude vabastamiseks. Nagu Krafti tselluloosi puhul, on vaja kõrgeid temperatuure ja rõhku. Veel üks alternatiiv on neutraalne sulfitine poolkeemiline pressimine, kus hakid segatakse naatriumsulfiidi ja naatriumkarbonaadi seguga vees ja keedetakse. Erinevalt teistest eemaldab see protsess ainult osa ligniinist, nii et pärast viljaliha eemaldamist tuleb hakid hakkida mehaaniliselt, et eemaldada osa järelejäänud polümeerist.
Pleegituskeemia
Pole tähtis, millise meetodi tootja valib viljaliha töötlemiseks, kuid osa ligniinist jääb siiski puutumata ja see allesjäänud ligniin annab viljalihale üldjuhul pruuni värvi. Tootjad eemaldavad selle ligniini jäägi ja muudavad viljaliha valgeks läbi teise keemilise protsessi, mida nimetatakse pleegitamiseks. Selle protsessi käigus ühendatakse järelejäänud ligniini hävitamiseks puidumassiga oksüdeeriv aine - kemikaal, mis oksüdeerib ligniini, lisades sellele kas hapnikuaatomeid või eemaldades elektronid. Pleegitamine kipub olema valivam kui viljaliha; Erinevalt viljalihast, mis hävitab ka väikese osa tselluloosist, elimineerib pleegitamine peamiselt ligniini.
Pleegituskemikaalid
Tavaliste pleegituskemikaalide hulka kuuluvad kloor, kloordioksiid, hapnik, vesinikperoksiid, osoon ja naatriumhüpoklorit, majapidamises kasutatava pleegitaja toimeaine. Ehkki iga reaktsiooni mehhanism on erinev, on need kõik oksüdeerivad ained, mis oksüdeerivad viljalihas ligniini. Kloor, kloordioksiid ja vesinikperoksiid on neist ainetest kõige valivamad, mis tähendab, et neil on vähem kalduvust reageerida tselluloosi ja segu muude soovitavate osadega. Lisaks ligniini eemaldamise võimele on kloor, kloordioksiid ja naatriumhüpoklorit ka mustuseosakeste eemaldamise võime poolest paremad, mis on tootjate jaoks veel üks oluline tegur.
Muud reaktsioonid
Pärast paberimassi eemaldamist ja pleegitamist juhitakse paberimass masinate seeriasse, mis muudab selle leheks saamiseks füüsiliste, mitte keemiliste protsesside abil. Sõltuvalt sellest, milliseid omadusi nad soovivad, et nende toode omaks, kasutavad tootjad mitmesuguseid muid keemilisi reaktsioone, mida nimetatakse suuruse muutmise, säilitamise ja märgtugevuse protsessideks, mis annavad niiskuskindluse, seovad väiksemad kiud toote sisse või muudavad toodet, nii et see on vähem tõenäoline kukkuda märjaks. Tavaliselt hõlmavad need protsessid ühte polümeeridest, mis seonduvad valmistoote tselluloosikiududega. Näiteks ühendavad märgtugevusega protsessid tavaliselt tselluloosikiud polüamidoamiin-epiklorohüdriinvaikudega, mis reageerivad kiududega nende ristsidestamiseks, nii et need pudenevad vees vähem tõenäoliseks.