Įvadas
Ekologiškas lengvai biologiškai skaidomas sauso stiprumo agentas yra naujo tipo funkciniai popieriaus gamybos priedai, kurių pagrindą sudaro atsinaujinantys natūralūs polimerai arba žaliai modifikuoti jų dariniai, sujungiantys puikias popieriaus stiprinimo savybes ir aplinką tausojančias savybes. Ekologiškai integruojant biologines žaliavas (tokias kaip krakmolas, guaro derva, celiuliozė, chitinas ir kt.) į jo molekulinę struktūrą ir žaliųjų cheminių modifikacijų technologijas (įskaitant fermentinį modifikavimą, fizinę želatinizaciją, švelnų eterinimą / esterifikavimą), šis produktas suteikia popieriui išskirtinį sausąjį stiprumą, geras formavimosi savybes ir greitą biologinį skaidymą. Tuo tarpu jis išlaiko mažą toksiškumą, mažą ekologinę riziką ir didelį išteklių perdirbimo efektyvumą per visą gamybos, naudojimo ir šalinimo gyvavimo ciklą.
Ekologiškas lengvai biologiškai skaidomas sauso stiprumo agentas, kuris yra pagrindinė šiuolaikinės popieriaus gamybos pramonės medžiaga, atitinkanti „dvigubos anglies“ strategijos, žiedinės ekonomikos ir ekologiškos gamybos reikalavimus, tiekiama nuo pieno baltumo iki šviesiai geltono skysčio arba miltelių pavidalo. Jis pasižymi atsinaujinančiomis žaliavomis, dideliu biologiniu skaidomumu (>60%, OECD 301B), itin mažu toksiškumu (LC50>100 mg/L, ūmus toksiškumas žuvims), geru sistemos suderinamumu ir aukšta galutinių produktų sauga. Jis plačiai naudojamas maisto pakavimo popieriuje, minkštajame popieriuje, kultūriniame popieriuje, specialiame popieriuje ir aukščiausios klasės popieriaus gaminiuose, kuriems suteiktas ekologinio ženklo sertifikatas, pvz., FSC, PEFC, EU Ecolabel ir Nordic Swan.
Žvelgiant iš cheminės sudėties ir struktūrinių savybių perspektyvos, pagrindinė ekologiško ir lengvai biologiškai skaidomo sauso stiprumo agento technologija yra natūralių polimerų žalioji ekstrakcija, kontroliuojamas modifikavimas ir veikimo optimizavimas.
- Katijoninio krakmolo pagrindu pagamintuose produktuose kaip žaliava naudojamas valgomasis arba nevalgomasis krakmolas, pavyzdžiui, kukurūzų, bulvių ir tapijokos. Ketvirtinės amonio grupės (pvz., 3-chlor-2-hidroksipropiltrimetilamonio chloridas, CHPTAC) įvedamos sauso arba šlapiojo eterinimo būdu, kai pakeitimo laipsnis (DS) yra 0,02–0,07, krūvio tankis 0,1–0,5 mekv/g, molekulinė masė 100 000–0, o gelio tankumas 100,000–0. 500–5000 cP. Biologinio skilimo greitis >80 % (28 dienos, aktyviojo dumblo metodas). Kaip plačiausiai naudojama ekologiška sauso stiprumo priemonė, ji pasižymi maža kaina, stabiliu veikimu ir aukšta maisto sauga (atitinka FDA 21 CFR 176.170).
- Guaro derva ir jos dariniai išgaunami iš ankštinio guaro augalo sėklų. Turint galaktomanano stuburą, katijoninė modifikacija suteikia krūvio tankį 0,2–0,8 meq/g, o molekulinę masę – 500 000–2 000 000 Da. Dozavimas yra tik 1/3–1/5 krakmolo, geresnis stiprumo ir biologinio skaidymosi greitis >70%, tinka aukštos kokybės minkštajam popieriui ir plonam popieriui.
- Celiuliozės dariniams, tokiems kaip karboksimetilceliuliozė (CMC) ir katijoninė celiuliozė (CC), kaip žaliava naudojama mediena arba medvilnė, kurios biologinis kiekis >95 % ir biologinio skilimo greitis >90 %. Jie pasižymi puikiomis plėvelės formavimo savybėmis, pagerina paviršiaus stiprumą ir spausdinamumą, tinka dengtam popieriui ir specialiam popieriui.
- Chitino/chitozano produktai išgaunami iš jūrinių atliekų, tokių kaip krevetės ir krabų kiautai. Jie yra natūraliai katijoniniai, užtikrinantys stiprinamąsias, antibakterines ir drėkinančias funkcijas, biologinio skaidymosi greitis >85%, tinka maisto pakavimo popieriui ir medicininio popieriaus gaminiams.
- Krakmolo ir poliakrilamido skiepų kopolimerai apjungia krakmolo biologinį skaidumą ir didelį PAM stiprinimo efektyvumą, o biologinio skaidymo greitis yra 40–60 % (pagerintas mažesniu PAM skiepijimo santykiu), tinkami kartono pakavimui, kuriam reikalinga pusiausvyra tarp stiprumo ir aplinkosauginio veiksmingumo.
Produktų formos: paruošta naudoti katijoninio krakmolo emulsija (kietos medžiagos kiekis 15–25%, virinti nereikia), želatinizuoti milteliai (tirpūs šaltame vandenyje), guaro dervos darinio tirpalas (mažos klampos <1000 cP) ir nanoceliuliozės suspensija (kietos medžiagos kiekis 3–10%, didelis specifinis paviršiaus plotas).